Обобщенная структурная схема ИИС

Судовые системы дистанционного автоматического управления и централизованного контроля

Системы централизованного автоматического контроля

Современное судно оснащено сложными техническими система­ми различного на-

значения, безаварийная эксплуатация которых во многом зависит от своевременности по-

лучения и анализа контроль­но-измерительной информации о состоянии объектов и устройств.

Для выбора правильного управляющего решения оператору прихо­дится перераба-

тывать большой объем информации по различным контролируемым параметрам, иногда быстро изменяющим свое значение. Например, на атомном ледоколе «Сибирь» в течение 5 с измеряется и контролируется около тысячи параметров. Естест­венно, что человек при самой хорошей тренированности и опытно­сти неспособен за такой короткий промежуток времени воспринять и осмыслить такой объем информации.

На помощь человеку-оператору приходят измерительные системы, возможности которых по объему и скорости измерений и обработке результатов значительно выше, чем у человека. При этом с помощью измерительной систе­мы оператору выдается обобщенная сокращенная информация о состоянии объектов, а зачастую и рекомендации по принятию уп­равляющих воздействий на объекты регулирования.

Функции измерительных систем

Измерительные системы предназначены для выполнения следую­щих операций:

1. получение информации непосредственно от контролируемого объекта от первичных измерительных датчиков;

2. выполнение измерительных операций, т. е. сравнение измеря­емого значения X с известным значением А, а также преобразование непрерывного сигнала в дискретный (квантова­ние), а в ряде случаев — и цифровое кодирование значений X;

3. производство математических и логических операций при косвенных или совокупных измерениях;

4. хранение полученной информации и выдача ее оператору в требуемом виде.

На морских судах в последние годы устанавливаются автомати­ческие измерительные информационные системы нескольких разно­видностей.

Обобщенная структурная схема ИИС

В наиболее общем виде структурная схема судовой измеритель­ной информационной системы состоит из таких частей (рис. 9.1):

Рисунок 9.1. Обобщенная структурная схема ИИС

1 - первичные измерительные преобразователи физических ве­личин (температуры, давления, уровня, напряжения, тока), пред­ставляющие их в виде электрического сигнала;

2 - коммутирующие устройства, подключающие электрический сигнал к измерительному преобразователю автоматически или по вызову оператора;

3 - измерительные преобразователи, переводящие аналоговые электрические сигналы в унифицированный сигнал. В некоторых случаях измерительные преобразователи меняют масштаб с целью получения результата измерения в принятых единицах;

4 - аналого-цифровые преобразователи (АЦП), осуществляю­щие собственно измерение, квантование и цифровое кодирование;

5 - цифровые индицирующие устройства, предназначенные для выдачи результата измерения в цифровой форме в десятичном коде;

6 - цифровые регистрирующие устройства, обеспечивающие ре­гистрацию результата измерения, номера контролируемого пара­метра и времени измерения;

7 - электронные вычислительные машины (ЭВМ), выполняю­щие различные математические операции и сбор статистических данных о ходе измеряемого процесса;

8 - управляющие устройства, обеспечивающие выполнение за­данной программы по определенному алгоритму;

9 - устройства контроля, предназначенные для выработки сиг­нала измерительной информации при отклонении параметра от нормы;

10 - устройства светозвуковой сигнализации, обеспечивающие выдачу оператору световых сигналов, указывающих место неис­правности, а также обобщенных светозвуковых сигналов в различ­ные помещения судна.

ИИС имеют следующие каналы контроля:

- непрерывный по показывающим приборам;

- канал контроля по вызову – информация представляется в цифровом виде;

- канал регистрации – информация представляется в печатном виде с выделение регистрации выбега;

- канал аварийно-предупредительной сигнализации:

- критический - с формированием сигнала на остановку объекта;

- некритической - с подачей световых и звуковых сигналов;

- канал встроенной диагностики

Судовые ИИС имеют различную структуру, но все они строятся на принципе централизации измерений путем программного или по вызову оператора подключения первичных преобразователей к одному или нескольким измерительным преобразователям.

Измерительные системы обычно используются при исследовани­ях сложных объектов, они имеют хорошие метрологические харак­теристики и обеспечивают оператора необходимой измерительной информацией о состоянии объекта.

Средства представления информации самые различные: показания стрелочных и цифровых приборов, гра­фики, таблицы и т. д. С помощью некоторых измерительных систем выполняют математическую обработку измерительной информации.

Результат измерения в таких системах выдается в виде логических заключений их обобщенных данных. Обработка результатов изме­рений в системах первой группы иногда производится с запаздыва­нием, поэтому объем запоминающих устройств может быть значительным.

Основные характеристики судовых измерительных систем:

- чаще всего в ИС используются входные электрические сиг­налы в виде напряжения постоянного тока в пределах от десятков микровольт до сотен милливольт;

- число точек измеряемых параметров на судах колеблется от сотен до тысячи. Количество параметров зависит от назначения и типа судна;

- погрешность измерения составляет ± (0,5ч-1,5) %. В основ­ном используются методы цифровой измерительной техники, с по­мощью которой обеспечивается высокая точность измерений, прак­тически недосягаемая при использовании аналоговых измеритель­ных устройств;

- как правило, предусматривается вывод информации на циф­ровую регистрацию и электронную вычислительную машину.

Системы автоматического контроля и управления предназначе­ны для сравнения измеряемых параметров, характеризующих конт­ролируемый объект, со значениями этих параметров (уставками), принятыми за нормальные или допустимые. Часто системы авто­матического контроля и управления называют системами центра­лизованного контроля.

Характер «поведения» объектов практиче­ски известен заранее, а все его возможные состояния подразделя­ются, как правило, на нормальные и допустимые («норма» и «от­клонение от нормы»). Информация, выдаваемая системой, имеет качественный характер и отвечает на вопрос: находится объект в заданном режиме или вышел за допустимые пределы. Поэтому си­стема автоматического контроля может быть менее универсальна, чем измерительная.

Системы технической диагностики (СТД) на основании резуль­татов измерений выдают обобщенные сведения о состоянии объек­та, характере неисправностей и способах их устранения. В СТД широко используются вычислительные и логические устройства.

Разделение систем на три группы весьма условно. С помощью большинства судовых систем автоматического контроля и сигнали­зации можно одновременно и измерять -параметры. Измерительные системы, имеющие обратные связи с объектом, по структуре не отличаются от систем диагностики.