Переходные устройства

Современные системы управления технологическими процес­сами включают в себя сотни датчиков и исполнительных меха­низмов. Каждый из них надо подключить к аппаратуре управле­ния, расположенной во многих случаях на большом удалении от технологического оборудования. Прокладывать от каждого датчика отдельный кабель на такое расстояние дорого и громоздко, гораздо дешевле и компактнее использовать многожильные кабе­ли. Но ведь для подключения одного датчика достаточно всего 2...4 провода. Компромиссом в этой ситуации является разделе­ние соединительных линий на участки, на каждом из которых используется оптимальный вид кабеля, а стыковка участков обес­печивается соответствующими соединительными устройствами — разъемами и клеммными колодками.

Датчики, расположенные на оборудовании близко друг от дру­га, объединяются в группы, и хотя от каждого датчика идет 2-или 4-жильный кабель, от всей группы сигналы передаются уже по многожильным (до нескольких десятков жил) кабелям. Сты­ковка кабелей производится с помощью клеммных колодок (рис. 5.1). Аналогично подключаются и исполнительные механизмы.

Кабели, провода, разъемы и клеммные колодки составляют группу переходных устройств.

Выходная цепь датчика заканчивается обычно 2- или 4-кон­тактным разъемом. Ответная часть разъема соединяется с клемм-ной колодкой, располагаемой непосредственно на технологиче­ском оборудовании или вблизи него. Клеммные колодки, содер­жащие набор клемм, позволяют подключать соединительные про­вода, как правило, под винт. Концы проводов должны быть облу-жены. В качестве соединительных проводов для датчиков исполь­зуются 2- или 4-жильные кабели управления соответствующего сечения (обычно 0,35 или 0,50 мм²). Для подключения исполни­тельных механизмов используют кабели, имеющие от 4 до 10 жил, поскольку по ним не только передаются сигналы управления, но и принимаются сигналы с датчиков состояния ИМ.

Ко второй стороне клеммных колодок подключаются инфор­мационные (передающие сигналы от датчиков) и управляющие

Рис 5.1 клеммная колодка.

104

Рис. 5.2. Бронированный (а) и экранированный (б) кабели

(передающие управляющие сигналы к ИМ) кабели. Это много­жильные кабели, соединяющие технологическое оборудование с аппаратурой управления, которая обычно размещается в непос­редственной близости от ЭВМ и на значительном расстоянии от технологического оборудования (до нескольких километров).

На пути от технологического оборудования до аппаратуры уп­равления сигналы претерпевают различные изменения, вызывае­мые воздействием внешних электрических и магнитных полей. Если эти воздействия сильны, то полезная информация искажается и приходит к аппаратуре управления с ошибками. Для устранения или уменьшения ошибок принимают определенные меры. Это, в первую очередь, правильный выбор типа кабелей и выбор спосо­ба их прокладки.

В качестве информационных и управляющих кабелей основное применение нашли кабели марки КУПВ и КУПР — кабели управ­ления в поливинилхлоридной и резиновой изоляции. Сечение жил кабелей 0,35, 0,50, 0,75 и 1,00 мм²; количество изолированных многопроволочных медных жил — от 4 до 37. Промышленностью выпускаются кабели с общим экраном из переплетенных медных проводов или алюминиевой фольги, с отдельными экранирован­ными жилами и витыми парами жил. Для защиты от механических повреждений кабели могут покрываться сверху броней из сталь­ной проволоки — бронированные кабели (рис. 5.2, а).

Общий медный экран (рис. 5.2, б) защищает передаваемые по жилам сигналы от внешних переменных электрических полей. Ка­бели с отдельными экранированными жилами (рис. 5.3, а) ис­пользуют для исключения взаимного влияния сигналов, переда­ваемых в одном кабеле. Это особенно касается маломощных сиг­налов, например сигналов от датчиков температуры.

Витая пара жил (рис. 5.3, 6) защищает передаваемый сигнал от внешних магнитных полей, создаваемых работающими вблизи

105

Рис. 5.3. Кабели с экранированными жилами (а) и витыми парами (б)

кабельных трасс трансформаторами, сварочными аппаратами, электродвигателями и т.д. Пересекая жилы витой пары, перемен­ное магнитное поле в соответствии с законом электромагнитной индукции наводит в них ЭДС определенного знака. На длине, рав­ной периоду скрутки, знаки ЭДС противоположны и суммарная ЭДС равна нулю. Чем меньше период скрутки, тем меньшее влия­ние магнитные поля оказывают на передаваемый сигнал.

Большую роль в передаче сигналов играет способ прокладки информационных и управляющих кабелей. Наиболее применимые способы прокладки — на лотках и в коробах. В обоих случаях реко­мендуется во избежание влияния мощных управляющих сигналов на слабые сигналы от датчиков информационные кабели прокла­дывать отдельно от управляющих на своих лотках (рис. 5.4, а) или в своих коробах (рис. 5.4, б). При этом расстояние между лотками (коробами) должно быть не менее 300 мм.

Стр 106

На стороне аппаратуры управления концы информационных и управляющих кабелей подводятся и подключаются к клеммным стойкам, которые представляют собой набор клеммных колодок, располагаемых на специальных рельсах. К одной стороне этих ко­лодок и подключаются кабели. Ко второй стороне подключаются кабели, заканчивающиеся разъемами, которые подсоединяются к блокам системы управления (устройствам нормализации сигна­лов, запоминающим устройствам, выходным регистрам и т.д.).

Весь комплекс переходных устройств показан на рис. 5.5.

Таким образом, переходные устройства в процессе передачи сигнала играют такую же важную роль, как и остальные техни­ческие средства АСУ ТП.