Функции, реализуемые в современных интеллектуальных датчиках

Кроме обычных функций восприятия иско­мой величины и преобразования сигнала, совре­менные интеллектуальные датчики выполняют ряд других функций, существенно расширяющих их возможности и улучшающих их технические характеристики. Далее рассмотрены эти функции, которые в той или иной степени полноты свойст­венны современным интеллектуальным датчикам.

Функции преобразования.Датчик преобразует электрическую величину на выходе сенсора (обыч­но представленную в виде низковольтного анало­гового, частотного, или импульсного сигнала) и производит ее измерение; при этом он выполняет коррекцию выходного значения по сопутствую­щим текущим показателям состояния измеряемой среды (например по ее температуре и/или давле­нию), в случае, если показания датчика зависят и от них. В приборе проводятся необходимые пре­образования измерительной информации: усиле­ние сигналов сенсора, стандартизация диапазонов выходных аналоговых сигналов, линеаризация и фильтрация, расчет выходных значений по задан­ным алгоритмам, аналого-цифровое преобразова­ние значений измеряемой величины.

Функции самодиагностики.В процессе работы датчики выполняют анализ своей работы: при возникновении различных сбоев, нарушений и неисправностей фиксируют их место возникнове­ния и причину, определяют выход погрешности прибора за установленное значение, анализируют работу базы данных датчика, рассматривают пра­вильность учета факторов, которые корректируют выходные показания датчика. Датчик может вы­давать оператору до 30-ти различных сообщений, конкретизирующих текущие особенности его ра­боты и резко облегчающих и ускоряющих его об­служивание (при необходимости вмешательства сотрудников КИП в его работу). Обычно инфор­мация, выдаваемая датчиком об отдельных его не­исправностях, подразделяется на два типа:

некритическая информация, когда датчик тре­бует определенного обслуживания, но изме­ряемые им значения могут использоваться для управления;

критическая информация, когда выходные данные датчика неверны и либо требуется не­медленное вмешательство оператора по при­остановке использования его показаний, либо сам датчик переводит свой выход в постоян­ное безопасное для управления процессом значение, и сообщает о необходимости сроч­ного обслуживания прибора.

Информационные функции.Датчики хранят в сво­ей памяти и по дистанционному запросу пользова­теля выдают все данные, определяющие свойства, характеристики, параметры данного конкретного прибора: его тип, заводской номер, технические по­казатели, возможные диапазоны измерения, уста­новленную шкалу, заданные параметры настройки сенсора, работающую версию программного обес­печения, архив проведенных метрологических пове­рок, срок проведения следующей поверки датчика и т. п. Кроме того датчики могут иметь архив теку­щих измеряемых и вычисляемых ими значений ве­личин за заданный интервал времени.

Функции конфигурирования.Дистанционное формирование или модификация пользователем основных настроечных параметров датчика: уста­новка нуля прибора, выбор заданного диапазона из­мерения, фильтрация текущих значений, выбор на­именования единиц измерения, в которых датчик должен выдавать информацию ит. п. действия.

Функции форматирования.Автоматический ана­лиз изменений измеряемой величины и текущего состояния среды измерения: определение выхо­дов значений измеряемой величины за заданные нормы, выдача различных сообщений об измене­ниях значений измеряемой величины, проверка нахождения в допустимых диапазонах параметров измеряемой среды. Все эти функции дистанцион­но настраиваются пользователем.

Управляющие функции. В последнее время все большее число добавочных функций, непосредст­венно связанных с управлением технологическим процессом, стали возлагать на интеллектуальные датчики (особенно при их использовании с поле­вой сетью Foundation Fieldbus). Для реализации этих функций в память микропроцессора датчика прошивается соответствующий набор типовых программных модулей, а их инициация и пара­метризация проводится дистанционно операто­ром с помощью простейшего графического кон­фигуратора. В качестве типовых программных мо­дулей используются простейшие арифметическиеи логические операции, таймер, элемент чистого запаздывания, интегратор, варианты регуляторов: Р, I, PI, PD, PID ит. п. функции, из которых лег­ко набираются конкретные алгоритмы регулиро­вания разных видов, блокировочные зависимо­сти, алгоритмы смешивания идругие алгоритмы управления технологическими процессами.