Слайды 36 – 38. Интеллектуальные датчики давления

 

В последние годы появился новый класс датчиков – так называемые интеллектуальные датчики. Их наиболее характерная особенность – возможность не только передавать информацию об объекте на вышестоящий уровень, но и воспринимать сигналы, поступающие с этого уровня; можно сказать, что, в отличие от обычных датчиков, интеллектуальные датчики являются устройствами с обратной связью. Они способны самостоятельно подстраиваться под условия эксплуатации и постоянно регулировать свою чувствительность. Обработка измерений непосредственно в самом датчике увеличивает  объемы обрабатываемой информации и скорость ее обработки. Самая ценная возможность, предоставляемая интеллектуальным датчиком, - возможность получения линейного сигнала от нелинейного чувствительного элемента при помощи таблицы соответствия, хранящейся в памяти. Этот фактор позволяет создавать интеллектуальные датчики с очень низкой нелинейностью.

К интеллектуальным датчикам относят датчики трех типов. Во-первых, это датчики, имеющие аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и интерфейс для связи с ПЭВМ типа RS–232, RS–422, RS–485. Устройства данного типа не имеют встроенного микроконтроллера и осуществляют только оцифровку аналогового сигнала с дальнейшей передачей на ПЭВМ. Во-вторых, это датчики, имеющие АЦП, микроконтроллер и интерфейс связи. Такие устройства осуществляют внутреннюю коррекцию получаемого аналогового сигнала; в них используются протоколы связи типа Hart, Modbus и др. Настройка параметров этих датчиков осуществляется в основном локально (вручную с помощью коммуникаторов различных типов). И, в-третьих, это датчики, имеющие АЦП, микроконтроллер (или специализированный микропроцессор) и двустороннюю связь с ПЭВМ, осуществляемую по интерфейсу RS-485 посредством протоколов более высокого уровня: Profibus, Fieldbus Foundation и др. Они позволяют оператору непосредственно с пульта управления осуществлять настройку их параметров и режимов работы, проводить диагностику и калибровку. Это дает возможность исключить промежуточные звенья в цепи распределенных систем – программно-логические контроллеры, упростить техническое обслуживание за счет дистанционной диагностики и конфигурирования. Именно датчики этой группы в полной мере являются интеллектуальными.

Интеллект датчиков обеспечивает выполнение некоторого набора из следующих функций: 1) первичная обработка информации в самом датчике; 2) тарировка характеристик для повышения точности измерения; 3) перепрограммирование характеристики преобразования (изменение привязки нуля характеристики и перестройка диапазона измерения); 4) накопление данных за определенное время с их привязкой к сетке времени для пакетной передачи информации в цифровой форме; 5) самотестирование; 6) формирование выходных данных в унифицированной аналоговой и/или цифровой форме; 7) реализация режима периодической подачи и отключения питания и других способов минимизации энергопотребления; 8) использование сторожевого таймера для предотвращения потери программного управления; 9) передача данных в цифровой форме по унифицированному радиоканалу. 

Общая структурная схема интеллектуального датчика показана на рис. Измеряемый физический параметр воспринимается чувствительным элементом, на выходе которого возникает электрический сигнал, соответствующий значению параметра. В памяти датчика содержится эталонная (паспортная) характеристика преобразования. При помощи одной из подпрограмм она сравнивается с текущей характеристикой датчика, и по результатам этого сравнения в результат измерения вносится коррекция (поправка). В зависимости от того, в состав какой системы автоматизации входит датчик, используется либо аналоговый выходной сигнал, либо цифровой. Передача цифровых данных осуществляется либо по той же паре проводников, при помощи которой подается напряжение питания и которая используется для передачи выходного аналогового сигнала, либо через общую для ряда датчиков цифровую проводную сеть. В случае значительного удаления датчиков от основных средств системы автоматизации датчик с помощью отдельных специальных средств телемеханики может общаться с контроллером по радиоканалу. 

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: