Без них автоматика слепа
Не верь глазам своим
Совершенно очевидно, что для того чтобы целенаправленно и результативно управлять протеканием какого-либо технологического процесса или работой любого механизма, тому, кто это управление осуществляет (будь то человек, робот или сложная система автоматического управления), необходима информация о текущих значениях параметров происходящего процесса или о положении звеньев механизма. Какую-то (весьма ограниченную) информацию об интересующем его объекте или веществе человек может получать методами органолептики, то есть с помощью собственных органов чувств – зрения, слуха, осязания. Так, можно весьма приближенно оценить, например, размеры предмета, его цвет, температуру поверхности, плотность вещества, массу предмета и т.п. Но в этом случае можно говорить лишь о приблизительных оценках, близость к реальности которых зависит от индивидуальных, врожденных или приобретенных с практикой свойств индивидуума.
Человеческий глаз не воспринимает предметы размером менее 0,025 мм, давление на поверхность нашего тела менее 1 мг нами тоже не воспринимается. Минимальный интервал времени, который способен воспринять человек, составляет 0,1 сек. Поэтому для того, чтобы оперировать со значениями параметров среды или объекта, лежащими за этими пределами, человеку необходимы помощники.
Прибор – друг человека
В роли помощников человека как в труде, так нередко и в быту выступают специальные устройства, имеющие общее название «приборы», которые как бы расширяют человеческие чувства. Великое множество приборов различного (прежде всего по измеряемому параметру) назначения распадается на две основные группы: приборы показывающие и датчики. Первые работают непосредственно с человеком и для человека, то есть они обеспечивают возможность визуального восприятия результатов измерения, имея для этого шкалы со стрелками, цифровые дисплеи либо прозрачные трубки с нанесенной на них шкалой (например, термометры).
Другое дело – датчики или, как их еще называют, сенсоры (от латинского sense – чувство). Эти приборы ничего, доступного человеческим органам чувств, не выдают. Они преобразуют контролируемый, как правило, неэлектрический, параметр в пропорциональный (аналоговый) либо дискретный сигнал, поступающий на вход системы автоматического управления (САУ) каким-либо техническим объектом, с которым связан датчик. Человек работает с датчиком, по сути, вслепую, принимая обычно его показания за истинные значения контролируемого параметра. Однако это не значит, что он не может вмешаться и проконтролировать работу прибора. Для этого надо: во-первых, знать заложенную в этот датчик функциональную зависимость его выходного сигнала от контролируемого параметра, во-вторых, иметь под рукой другой, уже показывающий прибор, который может быть включен между выходом датчика и входом САУ. Например, если контролируемый параметр преобразуется в датчике в изменение выходного электрического напряжения, силы или частоты тока, то вам понадобится, соответственно, вольтметр, амперметр или частотомер подходящего класса точности (не ниже чем у проверяемого датчика). А если датчик имеет пневматический или гидравлический выходной сигнал, то для вмешательства в его работу понадобится манометр с соответствующим пределом измерения и классом точности. Учитывая упомянутые различия, можно сказать, что любой датчик – прибор, но не любой прибор есть датчик. Но бывают ситуации, когда за управляемым САУ объектом по каким-либо причинам требуется дополнительно, как говорится, глаз да глаз. В подобном случае может использоваться многоканальный датчик: по одному из его каналов выходной сигнал поступает в САУ, а ко второму подключен показывающий прибор. Например, в случае, когда выходной сигнал датчика имеет форму изменяющегося пропорционально контролируемому параметру электрического напряжения, достаточно использовать вольтметр с цифровым дисплеем.
По характеру изменения своего выходного сигнала датчики подразделяются на аналоговые и дискретные (цифровые, релейные). Дискретные отличаются от аналоговых тем, что их выходной сигнал – информационный или (и) управляющий – в САУ выдается не во всем диапазоне измерения контролируемого параметра, а лишь при одном или нескольких заданных при настройке прибора его значениях, называемых «уставками». Сам же прибор в таком случае называют «сигнализатором». На практике чаще всего для работы совместно с САУ используют именно сигнализаторы, значения уставок которых задаются в соответствие с алгоритмом, заложенным в САУ.
Что хотела бы знать корабельная автоматика
Корабельные САУ для решения возлагаемых на них задач контроля за работой и управления многочисленными и весьма многообразными имеющимися на кораблях, в частности атомных подводных лодках (АПЛ), техническими средствами, нуждаются в информации о фактических текущих значениях многих параметров. Назовем некоторые из них:
– положение подвижных узлов или деталей различных дистанционно управляемых технических средств, самыми многочисленными (исчисляются порой многими сотнями) является арматура гидравлических и пневматических систем как внутрикорабельных, так и забортных;