Общая характеристика

Управление технологическими процессами производства всегда связано с необходимостью получения разнообразной информации о состоянии объекта, ожидаемых или случайных изменениях и возможностью необходимого воздействия на процесс с целью обеспечения оптимального хода производства. Получение нужной информации осуществляется путем измерения энергетических, физико-химических, геометрических и других параметров, а воздействие на процессы достигается регулированием на основе измерений. Таким образом, эффективное ведение производственных процессов всегда требует быстрого и достаточно точного измерения многих величин, передачи их значений из разных, часто удаленных мест, для преобразования в удобный вид.

Число измеряемых параметров в современных промышленных установках иногда превышает сотни единиц, а в сложных объектах, например, на атомных электростанциях, требуется контролировать более 20 000 параметров.

Изготовление и использование огромного количества разнообразных по назначению, пределам измерения и другим параметрам приборов существенно осложняет их производство и эксплуатацию.

В конце 50-х годов в Институте проблем управления была начата разработка методов упорядочения и унификации средств автоматизации и приборной техники, с целью поиска экономически и технически целесообразного решения проблемы обеспечения техническими средствами систем контроля и регулирования технологических процессов в различных отраслях народного хозяйства. Эти работы в последующем и легли в основу создания Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

В результате многолетних разносторонних исследований были определены общие принципы построения системы приборов и средств автоматизации, допускающие:

- установление типовых функциональных структур, определяющих состав и связи приборов и устройств для получения передачи, переработки и использования информации в системах управления (АСУТП, АСУП и т.д.);

- стандартизацию их информационных (сигналы, коды, языки) параметров;

- стандартизацию энергетических параметров источников питания;

- унификацию основных конструктивных форм и размеров, включая монтажные и присоединительные размеры;

- стандартизацию вспомогательных материалов, деталей и элементов;

- стандартизацию основных технических требований.

Блочно-модульный принцип построения в начале 60-х годов был использован и при создании электрической агрегатной унифицированной системы приборов (ЭАУС), представляющей собой комплекс унифицированных регулирующих и функциональных устройств. Принятый в этой системе унифицированный электрический сигнал связи 0-5 мА обеспечил совместную работу ее приборов с первыми промышленными машинами централизованного контроля и управления.

В это же время были созданы первые ряды унифицированных измерительных преобразователей (датчиков) для измерения теплоэнергетических величин и начат их серийный выпуск.

Первая половина 60-х годов — период создания научных основ построения ГСП. Работа в области создания приборов, равно как и области применения АСУТП, велись столь широким фронтом, что были поставлены специальные задачи по разработке методов упорядочения и унификации средств автоматики и приборов, с учетом уже накопленного определенного опыта. В эти годы была сформулирована общая структура системы, позволяющая обеспечить единый подход к разработке средств автоматики с различным энергетическим носителем сигналов связи: вырабатывались принципы взаимной конструктивной, информационной и эксплуатационной совместимости технических средств.

Первый этап работ в этой области создал предпосылки для разработки основополагающего стандарта — ГОСТ 12997-67 «ГСП. Общие технические требования», закрепившего в последующем структуру и основные принципы построения ГСП.

Создание и развитие ГСП, широкое внедрение принципов и требований этой системы стало с 1965 года для Минприбора СССР основой его технической политики на многие последующие годы. Эффективность использования принципов ГСП определялась, прежде всего, возможностью решения широкого круга задач автоматизации производства ограниченной номенклатурой технических средств автоматики, представляющих собой совокупность устройств получения, обработки и использования информации, обеспечивающую метрологическое, функциональное, энергетическое и конструктивное их сопряжение в комплексы средств построения автоматизированных систем управления.

Изделия ГСП основаны на базовых конструкциях, комплектуемых из унифицированных блоков, состоящих из типовых функциональных модулей, что обеспечивает хорошую технологичность и минимальную номенклатуру изделий в производстве, облегчает автоматизацию проектирования и монтажно-наладочные работы, взаимозаменяемость в эксплуатации, а также большие возможности развития и модернизации автоматизированных систем управления (АСУТГТ, АСУП).

Унификация входных и выходных сигналов дает возможность сопрягать датчики различных параметров в общие системы сбора, передачи, обработки и представления информации. Преобразование формы унифицированных сигналов из аналоговой, в какой они обычно выдаются датчиками, в дискретную позволяет передавать их устройствами телемеханики на большие расстояния с минимальными искажениями на фоне больших помех в линиях связи, а также вести обработку измерительной информации вычислительными устройствами и представлять ее в цифровой форме. Преобразование дискретных сигналов в аналоговые дает возможность регистрировать обработанную информацию самопишущими измерительными приборами, а также регулировать процессы с помощью мощных исполнительных механизмов.

Энергетическое преобразование переводит электрические сигналы в пневматические, гидравлические или наоборот в зависимости от условий их восприятия, передачи, обработки и представления, связывает устройства или целые системы, действующие посредством разных видов вспомогательной энергии.

Второй этап развития ГСП совпал по времени с существенным увеличением объемов разработки и внедрения АСУТП в отраслях народного хозяйства, что потребовало новых технических средств измерения и автоматики.

Эти новые средства теперь практически полностью стали создаваться и изготавливаться предприятиями Минприбора СССР в рамках ГСП. Получили развитие работы по упорядочению номенклатуры датчиков теплоэнергетических величин, как для общепромышленных условий эксплуатации, так и для условий воздействия агрессивных и взрывоопасных сред, а также работы по совершенствованию принципов агрегатного построения приборов на основе базовых конструкций и модулей.

Второй этап можно определить как «формирование систем автоматизации управления в различных отраслях промышленности».

Это этап создания ГСП определился проведением работ по созданию нормативно-методических документов определяемых параметры расширения номенклатуры технических средств. Одновременно развернулись работы по использованию системного подхода к регламентации характеристики средств автоматизации новых классов. Разрабатывались новые принципы их построения, определялись технические требования к основным блокам электрической ветви, были получены положительные результаты в создании гидравлических средств автоматики, а также определены требования к бесконтактным электрическим исполнительным устройствам, получившим широкое применение в автоматических регуляторах.

Третий этап развития ГСП относится к середине 70-х годов. Это было время, когда широким фронтом начали внедряться в промышленные системы автоматизации и системы управления промышленными производствами средства вычислительной техники. Цели и задачи централизованного автоматизированного управления производством с участием человека-оператора выдвинули новые требования к техническим средствам ГСП.

В эти годы в Минприборе СССР ускоренными темпами развивается производство управляющих вычислительных комплексов, устройств связи с автоматизированными объектами, средств централизованной обработки информации.

На этом этапе практически все вновь создаваемые технические средства реализуются в рамках унифицированных агрегатных комплексов, использующих системотехнические основы и принципы построения ГСП (в том числе агрегатные комплексы средств вычислительной техники — АСВТ, средств телемеханической техники — АСТТ, средств локальных информационно-управляющих систем — КТС ЛИУС, средств электроизмерительной техники — АСЭТ и др.). Таким образом, этот этап знаменует собой дальнейшее расширение и углубление принципов унификации и агрегирования в промышленном приборостроении.

Проблематику этого периода можно отнести к формированию требований к средствам автоматизации, определяемых идеологией построения систем управления с использованием новых возможностей вычислительной техники.

Закрепление в государственных и отраслевых стандартах принципов унификации и сопрягаемости выпускаемых и вновь создаваемых средств ГСП на основе стандартизации, прежде всего, параметров сигналов связи, источников питания, конструктивно-присоединительных размеров и общего нормирования условий эксплуатации всех средств ГСП обеспечило возможность развития систем промышленной автоматики, созданных в различное время, расширение совокупности технических средств по мере появления новых, более совершенных по своим характеристикам. К концу 70-х годов в составе ГСП выпускалось более 2000 типов промышленных приборов и средств автоматизации.

Поиск по сайту: