Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое полевая сторона двигателя

Что такое полевая сторона двигателя

III. Устройство САУ

Устройство «Фердинанда» в прошлые годы разбирали, кажется, не менее подробно, чем историю его появления и боевую судьбу. Но и здесь легенд и домыслов хватило на множество послевоенных книг, брошюр и статей.

Необычная компоновка САУ (с боевым отделением в корме) породила ряд фантастических предположений о внутренностях самохода. Некоторые авторы уверяют, что«Фердинанд» сделали из «. развернутого задом наперед «Тигра Ф.Порше», в передней части которого, ставшей теперь кормовой, установили бронированную рубку с длинноствольным 88-мм орудием. ». Однако это совершенно неверно.

И танк, и САУ всегда «глядели» в одну сторону. Доказательством этого является тот факт, что у обоих машин ведущее колесо было расположено сзади, а также то, что никто не переворачивал (да и не собирался переворачивать) подбашенную коробку танка. Сторонники легенды о «переворачивании» забыли, что «Фердинанд» имел электромеханическую трансмиссию и смешение бензиновых двигателей танка вперед усложняло конструкцию САУ лишь необходимостью применения более длинных электрических кабелей, соединявших электрогенераторы с ходовыми электромоторами.

Боевая рубка «Фердинанда» собиралась из листов цементованной «морской» брони (переданной из запасов морского флота). Поскольку толщина этой брони была значительной (200-мм в лобовой части и 85-мм в бортах и корме), для надежного соединения листов применяли соединение «в шип», в ответственных местах усиленное шпонками. Подобное соединение, после установки на места шпонок, делалось неразъемным и его обварка осуществлялась большей частью с целью герметизации, чем силового сочленения. Для увеличения снарядостойкости бортовые и кормовой броневые листы рубки устанавливались с некоторым наклоном. Причем их толщина делала САУ практически неуязвимой для огня всей советской танковой и противотанковой артиллерии 1943 г. на дальности свыше 400 м. В бортах и корме боевой рубки имелись амбразуры для стрельбы из личного оружия, но их конструкция оказалась неудачной, так как из-за малого диаметра отверстия при ведении огня немного в сторону, мушка пистолета, или пистолета-пулемета не была видна.

В кормовой части рубки находилась круглая бронедверь-люк. Через нее производилась загрузка боекомплекта орудия. Этот же люк использовался при демонтаже неисправного орудия, а также для аварийного покидания САУ экипажем.

Силовая установка САУ состояла из двух бензиновых двигателей HL 120TRM фирмы «Майбах». Выхлопные газы выводились через крыши надгусеничных ниш в район пятого опорного катка, что приводило к его чрезмерному нагреву, ускоренному испарению смазки из его подшипников и перегреву резиновых бандажей.

12-13 Вид на рабочее место наводчика штурмового орудия «Фердинанд”. Хорошо виден маховик механизма горизонтального наведения орудия StuK 43.

Привод механизма горизонтальной наводки орудия StuK 43. Слева — маховик механизма вертикального наведения орудия.

Пробка амбразуры для стрельбы из личного оружия в бортовом листе штурмового орудия «Фердинанд». Все фото — Музей БТВТ, ст. Кубинка, Московской обл.

Эскиз ходовой части штурмового орудия «Фердинанд»

Копия чертежа тележки штурмового орудия “Фердинанд», выполненного НИБТполигоном в 1944-47 гг

Электротрансмиссия состояла из двух генераторов фирмы «Бош» и двух электромоторов постоянного тока. Посредством коммутаторов генераторы включались в цепь параллельно или последовательно, в то время, как электромоторы были соединены только последовательно. Электрогенераторы были размещены непосредственно на двигателях и их рабочие валы были напрямую соединены с валами последних. Тяговые электродвигатели размещались в корме корпуса и приводили в действие каждый свое колесо через понижающий редуктор. Помимо бензиновых двигателей, электрогенераторов и электромоторов в состав энергетической установки «Фердинанда» входили также электрогенератор для освещения и вспомогательных электроцепей, два стартера «Бош» и четыре аккумуляторные батареи. Управление штурмовым орудием было очень простым и производилось путем изменения скорости и направления вращения тяговых электромоторов при помощи контроллера, тормозов и педали акселератора.

Ходовая часть «Фердинанда» была в известной степени позаимствована у 30-тонного танка «Леопард», сконструированного в 1940 г. Ф.Порше. Ее особенностью являлось то, что торсионы располагались не внутри корпуса, как у танков КВ, PzKpfw III и других, а в тележке, укрепленной за пределами корпуса, причем не поперечно, а продольно. Конструкция тележки была хорошо продумана с тем, чтобы облегчить ее ремонт и обслуживание вне заводов. Так для замены вышедшего из строя катка ремонтникам требовалось не более 3-4 часов, в то время как у «Тигра» Адерса на такую операцию уходило от одних до трех суток!

Конструкция опорных катков также была признана очень удачной. Резиновые бандажи, расположенные внутри колеса, требовали втрое-вчетверо меньше резины, чем катки «Тигра» Хеншеля, причем резина работала на сдвиг, а не на сжатие, что дополнительно повышало срок ее службы. Необходимо отметить, что такие бандажи были позднее повсеместно введены также на «Тигры», «Королевские Тигры» и ограниченно — на «Пантеры».

Вооружение «Фердинанда» считалось сильнейшим для своего времени. 88-мм орудие StuK 43, имевшее длину ствола 71 калибр, было установлено в лобовой части рубки в специальной шаровой маске. Однако конструкция бронировки маски оказалась неудачной, так как в имеющиеся щели между телом орудия и обоймой, проникали свинцовые брызги от пуль и мелкие осколки (особенно — осколки минометных мин). Легенды гласят, что для предотвращения этого после Курской Дуги на ствол САУ установили дополнительные щитки, но этот недостаток был выявлен еще во время весенних, 1943 г., испытаний, и щитки на большинстве «Фердинандов» появились уже в мае-июне 1943 г. Без щитков остались только некоторые штабные и резервные машины (не более 10-12 шт. в полку).

В боекомплекте орудия применялись унитарные бронебойные, подкалиберные или бризантные выстрелы, а также осколочно-фугасные гранаты раздельного заряжания.

Разрез штурмового орудия «Фердинанд» после модернизации 1944 г.

Вид на тележку подвески с демонтированными катками. Фотография выполнена в ходе капитальной модернизации CAY, проводимой в начале 1944 г.

В ходе боев на Курской дуге выяснилось, что укупорка зарядов раздельных выстрелов оказалась ненадежной для применения в САУ. От тряски крышки гильз отходили и пороховой заряд выпадал или выдвигался из гильзы, затрудняя заряжание. Поэтому осенью 1943 г. для штурмовых орудий и танков ввели специальные гильзовые заряды с измененной крышкой.

Неоднократно отмечалось, что существенным недостатком «Фердинанда» было отсутствие в нем до 1944 г. оборонительного пулемета. Однако, согласно выработанной осенью 1942 г. тактики использования тяжелых штурмовых орудий, их предполагалось использовать во второй линии, позади эшелона наступающих танков.

Они должны были быть прикрыты от войск противника линейными танками и другими боевыми машинами, имевшими пулеметы, и пехотой, следующей под их прикрытием, уничтожая с дальней дистанции вражеские огневые точки. То, что на Курской Дуге они шли впереди танков и пехоты, свидетельствовало о чрезвычайно высокой концентрации и высокой эффективности огня советской артиллерии.

Самоходчики 653-го дивизиона тяжелых штурмовых орудий перед боями. Июль 1943 г.

Штурмовые орудия «Фердинанд» в г. Орел перед разгрузкой. Июнь 1943 г.

Замаскированный «Фердинанд» 653-го дивизиона тяжелых штурмовых орудий перед боями. Июль 1943 г.

Принцип работы полевого транзистора для чайников: для чего он нужен и как работает

Транзисторами (transistors, англ.) называют полупроводниковые триоды у которых расположено три выхода. Их основным свойством является возможность посредством сравнительно низких входных сигналов осуществлять управление высоким током на выходах цепи.

Читать еще:  Шерхан 5 контроль работы двигателя

Для радиодеталей, которые используются в современных сложных электроприборах, применяются полевые транзисторы. Благодаря свойствам этих элементов выполняется включение или выключение тока в электрических цепях печатных плат, или его усиление.

Что представляет собой полевой транзистор

Полевые транзисторы — это трех или четырех контактные устройства, в которых ток, идущий на два контакта может регулироваться посредством напряжения электрополя третьего контакта. на двух контактах регулируется напряжением электрического поля на третьем. В результате этого подобные транзисторы называются полевыми.

Название расположенных на устройстве контактов и их функции:

  • Истоки – контакты с входящим электрическим током, которые находится на участке n;
  • Стоки – контакты с исходящим, обработанным током, которые находятся на участке n;
  • Затворы – контакты, находящиеся на участке р, посредством изменения напряжения на котором, выполняется регулировка пропускной способности на устройстве.

Полевые транзисторы с n-p переходами – особые виды, позволяющие управлять током. От простых они, как правило, отличаются тем, через них протекает ток, без пересечения участка р-n переходов, участка который образуется на границах этих двух зон. Размеры р-n участка являются регулируемыми.

Видео «Подробно о полевых транзисторах»

Виды полевых транзисторов

Полевой транзистор с n-р переходами подразделяется на несколько классов в зависимости:

  1. От типа каналов проводников: n или р. Каналы воздействую на знаки, полярности, сигналы управления. Они должны быть противоположны по знакам n-участку.
  2. От структуры приборов: диффузных, сплавных по р -n — переходам, с затворами Шоттки, тонкопленочными.
  3. От общего числа контактов: могут быть трех или четырех контактными. Для четырех контактных приборов, подложки также являются затворами.
  4. От используемых материалов: германия, кремния, арсенид галлия.

В свою очередь разделение классов происходит в зависимости от принципа работы транзистора:

  • устройства под управлениями р-n переходов;
  • устройства с изолированными затворами или с барьерами Шоттки.

Принцип работы полевого транзистора

Говоря простыми словами о том, как работает полевой транзистор для чайников с управляющими p-n переходами, стоит отметить: радиодетали состоят из двух участков: p-переходов и n-переходов. По участку n проходит электроток. Участок р является перекрывающей зоной, неким вентилем. Если оказывать определенное давление на нее, то она будет перекрывать участок и препятствовать прохождению тока. Либо, же наоборот, при снижении давления количество проходящего тока возрастет. В результате такого давления осуществляется увеличение напряжения на контактах затворов, находящихся на участке р.

Приборы с управляющими p-n канальными переходами — это полупроводниковые пластины, имеющие электропроводность с одним из данных типов. К торцевым сторонам пластин выполняется подсоединение контактов: стока и истока, в середину — контакты затвора. Принцип работы прибора основан на изменении пространственных толщин p-n переходов. Так как в запирающих областях практически отсутствуют подвижные носители заряда, их проводимость равняется нулю. В полупроводниковых пластинах, на участках которых не воздействует запирающий слой, создаются проводящие ток каналы. Если подается отрицательное напряжение в отношении истока, на затворе образуется поток, через который протекают носителя заряда.

Для изолированных затворов, характерно расположение на них тонкого слоя диэлектрика. Такое устройство работает по принципу электрических полей. Для его разрушения понадобится всего лишь небольшое электричество. В связи с этим, чтобы предотвратить статическое напряжение, которое может превышать 1000 В, необходимо создание специальных корпусов для приборов, которые минимизируют эффект от воздействия вирусных типов электричества.

Для чего нужен полевой транзистор

При рассмотрении работы сложных видов электротехники, стоит рассмотреть работу такого важного компонента интегральной схемы, как полевой транзистор. Основная задача от использования данного элемента заключается в пяти ключевых направлениях, в связи с чем транзистор применяется для:

  1. Усиления высокой частоты.
  2. Усиления низкой частоты.
  3. Модуляции.
  4. Усиления постоянного тока.
  5. Ключевых устройств (выключателей).

В качестве простого примера работа транзистора-выключателя, может быть представлена как микрофон и лампочка в одной компановке. Благодаря микрофону улавливаются звуковые колебания, что влияет на появление электрического тока, поступающего на участок запертого устройства. Присутствие тока влияет на включение устройства и включение электрической цепи, к которой подключаются лампочки. Последние загораются после того как микрофон уловил звук, но горят они за счет источников питания не связанных с микрофоном и более мощных.

Модуляцию применяют с целью управления информационными сигналами. Сигналы управляют частотами колебаний. Модуляцию применяют для качественных звуковых радиосигналов, для передачи звуковых частот в телевизионные передачи, для трансляции цветовых изображений и телевизионных сигналов с высоким качеством. Модуляцию применяют повсеместно, где нужно проводить работу с высококачественными материалами.

Как усилители полевые транзисторы в упрощенном виде работают по такому принципу: графически любые сигналы, в частности, звукового ряда, могут быть представлены как ломаная линия, где ее длиной является временной промежуток, а высотой изломов – звуковая частотность. Чтобы усилить звук к радиодетали подается поток мощного напряжения, приобретаемого нужную частотность, но с более большим значением, из-за подачи слабых сигналов на управляющие контакты. Иначе говоря, благодаря устройству происходит пропорциональная перерисовка изначальной линии, но с более высоким пиковым значением.

Как применять полевой транзистор для чайников

Первыми приборами, которые поступили на рынок для реализации, и в которых были использованы полевые транзисторы с управляющими p-n переходами, были слуховые аппараты. Их изобретение состоялось еще в пятидесятые годы XX века. В более крупным масштабах они применялись, как элементы для телефонных станций.

В наше время, применение подобных устройств можно увидеть во многих видах электротехники. При наличии маленьких размеров и большому перечню характеристик, полевые транзисторы встречаются в кухонных приборах (тостерах, чайниках, микроволновках), в устройстве компьютерной, аудио и видео техники и прочих электроприборах. Они используются для сигнализационных систем охраны пожарной безопасности.

На промышленных предприятиях транзисторное оборудование применяют для регуляции мощности на станках. В сфере транспорта их устанавливают в поезда и локомотивы, в системы впрыскивания топлива на личных авто. В жилищно-коммунальной сфере транзисторы позволяют следить за диспетчеризацией и системами управления уличного освещения.

Также самая востребованная область, в которой применяются транзисторы – изготовление комплектующих, используемых в процессорах. Устройство каждого процессора предусматривает множественные миниатюрные радиодетали, которые при повышении частоты более чем на 1,5 ГГц, нуждаются в усиленном потреблении энергии. В связи с этими разработчики процессорной техники решил создавать многоядерные оборудования, а не увеличивать тактовую частоту.

Достоинства и недостатки полевых транзисторов

Использование полевых транзисторов благодаря их универсальным характеристикам позволило обойти другие виды транзисторов. Они широко применяются для интегральной схемы в качестве выключателя.

  • каскады детали расходуют малое количество энергии;
  • показатели усиления превышают, значения других аналогичных устройств;
  • достижение высокой помехоустойчивости осуществляется за счет того, что отсутствует ток в затворе;
  • обладают более высокой скоростью включения и выключения, работают с недоступными для других транзисторов частотами.
  • менее устойчивы к высоким температурам, которые приводят к разрушению;
  • на частотах более 1,5 ГГц, количество потребляемой энергии стремительно увеличивается;
  • чувствительны к статическим видам электричества.

Благодаря характеристикам, которыми обладают полупроводниковые материалы, взятые в качестве основы для полевого транзистора, позволяют использовать устройство в бытовой и производственной сфере. Полевыми транзисторами оснащается различная бытовая техника, которая используется современным человеком.

Читать еще:  Двигатели ситроен чем хороши

Видео «Устройство и принцип работы полевого транзистора»

ПОЛЕВАЯ

приставка — ПО; корень — ЛЕВ; окончание — АЯ;
Основа слова: ПОЛЕВ
Вычисленный способ образования слова: Приставочный или префиксальный

¬ — ПО; ∩ — ЛЕВ; ⏰ — АЯ;

Слово Полевая содержит следующие морфемы или части:

  • ¬ приставка (1): ПО;
  • ∩ корень слова (1): ЛЕВ;
  • ∧ суффикс (0): —
  • ⏰ окончание (1): АЯ;
Смотреть что такое ПОЛЕВАЯ в других словарях:

ПОЛЕВАЯ

посёлок городского типа в Дергачёвском районе Харьковской области УССР, в 7 км от ж.-д. станции Пересечная (на линии Харьков — Готня). Отделени. смотреть

ПОЛЕВАЯ

полевая сущ., кол-во синонимов: 1 • река (2073) Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин.2013. . Синонимы: река

ПОЛЕВАЯ

ПОЛЕВАЯ, посёлок гор. типа в Дерга-чёвском р-не Харьковской обл. УССР, в 7 км от ж.-д. ст. Пересечная (на линии Харьков — Готня). Отделение совхоза «. смотреть

ПОЛЕВАЯ

Полевая р. см. Полевской Географические названия мира: Топонимический словарь. — М: АСТ.Поспелов Е.М.2001. Синонимы: река

ПОЛЕВАЯ

field– полевая борона– полевая влагоемкость– полевая выработка– полевая геодезия– полевая доска– полевая звезда– полевая лаборатория– полевая линза– по. смотреть

ПОЛЕВАЯ

425033, Марий-Эл Республики, Волжского

ПОЛЕВАЯ

305540, Курской, Курского

ПОЛЕВАЯ

ПОЛЕВАЯ АДСОРБЦИЯ

adsorption par effet de champ

ПОЛЕВАЯ АДСОРБЦИЯ

ПОЛЕВАЯ АЛЛЕЯ

Полевая аллея Аллея находится на Каменном острове, она идет от площади Старого Театра в тупик между Театральной аллеей и Большим каналом. Наз. смотреть

ПОЛЕВАЯ АПРОБАЦИЯ

определение сортовых качеств и сортовой чистоты посевов, производимое внутри совхоза или колхоза. П. а. заключается: 1) в проверке документов, характер. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРМИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ, род войск, вооруж-ный арт. орудиями и предназнач-ный для действий в полев. бою совместно с пехотой и кав-рией. Глав. назначение П. . смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

вид артиллерии, действующей на поле боя совм. с войсками. К П.а. принято относить самох. и буксир. арт. орудия общего назначения (пушки, гаубицы, мином. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

предназначена для поддержки войск на поле боя. В русской армии включала легкую, конную и др. виды. В российской армии называется сейчас войсковой артиллерией. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ — артиллерия, предназначенная для ведения боя в полевых условиях. Отличалась легкостью и мобильностью.

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ, артиллерия, организационно входящая в состав общевойсковых подразделений, частей и соединений. В Сов. Вооруж. Силах П. а. именует. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

— предназначена для поддержки войск на поле боя. Врусской армии включала легкую, конную и другую артиллерию. В ВооруженныхСилах Российской Федерации и некоторых других государств называютвойсковой артиллерией. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ — предназначена для поддержки войск на поле боя. В русской армии включала легкую, конную и другую артиллерию. В Вооруженных Силах Российской Федерации и некоторых других государств называют войсковой артиллерией.
. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ, предназначена для поддержки войск на поле боя. В русской армии включала легкую, конную и другую артиллерию. В Вооруженных Силах Российской Федерации и некоторых других государств называют войсковой артиллерией. смотреть

ПОЛЕВАЯ АРТИЛЛЕРИЯ

Полевая артиллерия (войско) — обнимает собою: 1) пешую артиллерию, присоединяемую к пехоте; ее прислуга идет пешком или перевозится на лафетах, передках и зарядных ящиках (в иностранных государствах она наз. ездящей); 2) конную, назначаемую для совместных действий с кавалерией; прислуга на конях; 3) горную, для действий в гористой местности; прислуга всегда пешком; материальная часть может перевозиться и на вьюках и 4) конно-горную; прислуга посажена на коней. По роли, которую играет П. артиллерия в военное время, она бывает: 1) действующая, содержимая всегда в наибольшей боевой готовности и назначаемая для главных действий на поле сражения; в мирное время все ее части имеют полный комплект офицеров и более чем половинный состав нижних чинов, 2) резервная, служащая для усиления целыми частями действующей и для второстепенных операций на театре войны (служба в тылу, оборона и атака крепостей); в мирное время содержатся лишь небольшие кадры ее; при мобилизации она развертывается так, что из каждой одной образуются четыре батареи; 3) запасная, пополняющая в военное время убыль личного и конского состава действующей и резервной артиллерии. Кроме того, П. артиллерия делится на регулярную и казачью; в первой в мирное время содержатся все части, в последней — 1/3 частей, формируемых в военное время. При напряжении всех сил государства формируются ополченские артиллерийские части. Вооружение П. артиллерии: пеших батарей — стальные, дальнобойные орудия с поршневым затвором, калибром 3,425 дюйма; конных — такие же пушки, отличающиеся от пеших меньшею длиною канала; мортирных — 6-дюймовые мортиры, горных — 2,5-дюймовые стальные пушки (горные). Пешие и горные батареи состоят из 8 орудий, конные и мортирные — из 6; батарея подразделяется на 4 (или 3) взвода, по 2 орудия в каждом; два взвода составляют полубатарею. Для сосредоточенного огня в бою и для удобства боевой подготовки в мирное время батареи соединяются по три (или по две) в дивизионы. В мирное время для удобства управления дивизионы сводятся по три (или по два) в артиллерийские бригады, придаваемые по одной к каждой пехотной дивизии. Ср. Артиллерия.

Полевые шины

Интерфейсы

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАНДАРТНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ:

Характеристики RS232C RS422 RS485
Максимальное число приемников/передатчиков на линии1/110/132/32
Максимальная длина линии (без повторителей)15 м1200 м1200 м

ИНТЕРФЕЙС RS232C:

• обеспечивает работу стандартного оборудования передачи данных между модемами, терминалами и компьютерами. Многие вторичные приборы также имеют встроенный интерфейс RS232.
• электрически интерфейс основан на передаче импульсов ±12 В, кодирующих последовательности «0» и «1».
• основные сигналы передаются по двум линиям «передача/прием» данных. Остальные сигнальные линии передают статусную информацию коммутируемых устройств.
• максимальная длина линии связи составляет 15 м, на концах линии может быть подключено только по одному устройству. По этим причинам интерфейс RS232 не используется для организации полевых шин.

ИНТЕРФЕЙС RS422:

• симметричный интерфейс RS422 использует дифференциальные сигнальные линии отдельно для приема и передачи данных. На приемном конце используются две информационные линии и линия заземления.
• в основе кодирования передаваемых/принимаемых данных лежит принцип изменения напряжения на сигнальных линиях. Реализованный принцип кодирования делает этот стандарт устойчивым к внешним помехам.
• использование этого стандарта позволяет значительно удлинять физические линии передачи данных и увеличивать скорость.
• с помощью интерфейса RS422 можно строить и шинные структуры.

ИНТЕРФЕЙС RS485:

• соответствует спецификации симметричной передачи данных, описанной в американском стандарте IEA RS485.
• физический принцип передачи схож с интерфейсом RS422, но чаще всего используется только одна дифференциальная сигнальная линия с поочередной передачей/приемом (полудуплекс).
• пригоден для высокоскоростной передачи данных.

Интеллектуальные датчики

Развитие систем автоматизации в последние годы тесно связано с понятием «интеллектуальности» полевого оборудования. Это означает наличие внутри у первичных устройств микропроцессора, что позволяет значительно расширить функциональные возможности первичного датчика.

Читать еще:  Шаговые двигатели характеристики шдр 711

Например, «интеллектуальный» датчик может автоматически производить коррекцию нелинейности чувствительного элемента, температурную компенсацию, обеспечивать быструю перенастройку на другой диапазон измерения, калибровку и самодиагностику. Передача информации в цифровом виде устраняет и погрешности дополнительного цифроаналогового преобразования, и погрешности, вносимые линией связи и вспомогательными устройствами (например, барьерами искрозащиты).

Появление цифрового интерфейса сделало переход к локальной сети почти неминуемым. Этот вид сети, функционирующей на нижнем уровне системы автоматизации рядом с технологическим процессом, получил название fieldbus (полевая шина, или промышленная сеть).

HART-ПРОТОКОЛ:

Протокол HART Field Communications широко известен как промышленный стандарт для усовершенствования токовой петли 4…20 мА до цифровой коммуникации.
Эта технология быстро распространяется, и в настоящее время все крупнейшие производители средств автоматизации поддерживают работу по данному протоколу. HART обеспечивает совместимость между аналоговым и цифровым сигналами, которые могут одновременно передаваться по одному и тому же проводу без взаимного влияния.

Для передачи цифровой информации использует принцип частотной модуляции :
• логической «1» соответствует один полный период синусоиды 1200 Гц,
• логическому «0» — два периода синусоиды 2200 Гц.

Цифровой и аналоговый сигналы передаются по одной паре проводов путем простого наложения HART на токовую петлю. имеет небольшую амплитуду (± 0,5 мА) и не влияет на аналоговый измерительный сигнал, поскольку среднее значение синусоиды равно нулю. Кроме того, непосредственно перед использованием аналогового сигнала может быть легко удалена из него при помощи простого фильтра нижних частот.

HART-протокол позволяет передавать цифровые данные со скоростью до 1200 бит/с. При такой скорости передачи обновленные данные от датчиков можно получать два раза в секунду.

Подключение

Совмещенная передача цифрового и аналогового сигналов. При таком включении, как правило, основная измеряемая величина передается с использованием сигнала 4…20 мА, а используется для диагностики и калибровки.

Объединение в сеть (Multidrop)

Если предполагается использование только цифрового сигнала (сигнал 4…20 мА не нужен), допускает объединение в одну сеть до 15 приборов (до 4 во взрывоопасной зоне). В этом случае все приборы подключаются на одну линию, в которой фиксируется ток 4 мА. Этот ток уже не несет никакой информации и служит только для питания датчиков. Все данные передаются только в цифровом виде

Физический уровень

Для подключения датчиков с может использоваться тот же кабель, что и для систем на основе сигнала 4…20 мА. Длина линии зависит от типа кабеля и количества подключаемых датчиков. В общем случае, при подключении типа с использованием витой экранированной пары проводов, связь может быть организована на расстоянии до 3000 метров. При применении барьеров искробезопасности может быть использован и во взрывоопасных областях.

HART -протокол изначально разрабатывался как усовершенствование токовой петли 4…20 мА и не удовлетворяет современным требованиям к полевой шине.

BRAIN-ПРОТОКОЛ:

Частная реализация протокола HART, разработанная компанией Yokogawa Electric для конфигурации полевых датчиков собственного производства (EJA, ADMAG).

На физическом уровне имеются два основных отличия:
• логическому «0» соответствует один полный период синусоиды 2400 Гц, логической «1» соответствует отсутствие наложенной частоты;
имеет амплитуду ± 2,0 мА.

MODBUS:

Протокол Modbus был специально разработан для построения промышленных распределенных систем управления. Специальный физический интерфейс для него не определен. Эта возможность предоставлена самому пользователю:
• RS232C,
• RS422,
• RS485,
• токовая петля 4…20 мА.

Протокол MODBUS работает по принципу , или . Конфигурация на основе этого протокола предполагает наличие одного и до 247 . Только MASTER инициирует циклы обмена данными.

Существует два типа запросов:
• запрос/ответ (адресуется только одному из );
• широковещательная передача (MASTER обращается ко всем узлам сети одновременно).

Протокол MODBUS описывает фиксированный формат команд, последовательность полей в команде, обработку ошибок и исключительных состояний, коды функций. Для кодирования передаваемых данных используются форматы ASCII и RTU:
• При использовании формата ASCII каждый символ сообщения передается как два байта в ASCII кодировке. Главное преимущество этого способа — время между передачей символов может быть до 1 с без возникновения ошибок при передаче.
• При передаче в формате RTU используется восьмибитовая двоичная (шестнадцатеричная) кодировка, что увеличивает конечную скорость передачи данных.

Каждый запрос со стороны ведущего узла включает код команды (чтение, запись ), адрес абонента, размер поля данных, собственно данные и контрольный код.

Протокол MODBUS можно назвать наиболее распространенным в мире. Для работы со своими изделиями его используют десятки фирм. Хотя ограничения этого протокола достаточно очевидны, он привлекает простотой логики и независимостью от типа интерфейса.

MODBUS PLUS — усовершенствованный протокол, обеспечивающий более высокую скорость передачи данных и допускающий наличие в сети нескольких ведущих (MASTER) устройств.

В 1987 году группа из 13 компаний и 5 институтов разработала спецификацию открытой промышленной сети, получившей название PROFIBUS (PROcess Field BUS).

В апреле 1991 года PROFIBUS получил статус стандарта DIN19245 и был объявлен открытым решением — никто не обладает лицензионным правом на него.

С помощью Profibus устройства разных производителей могут работать друг с другом без специальных интерфейсов.

PROFIBUS разделен на три различные, но совместимые друг с другом версии:
• PROFIBUS-PA — спроектирована специально для автоматизации процессов. Она позволяет подключать датчики, исполнительные устройства и контроллеры на одну линейную шину, причем даже во взрывоопасных средах. Имеется возможность питания устройств непосредственно от линии связи.
• PROFIBUS-DP — версия оптимизирована для высокоскоростных одномастерных систем. Разработана специально для связи между автоматизированными системами управления и распределенной периферией.
• PROFIBUS-FMS — используется для широкого ранга приложений, в частности, для связи контроллеров с системами верхнего уровня. Позволяет организовать в одной сети работу нескольких активных станций.

Физически PROFIBUS — это электрическая сеть, в основе своей использующая экранированную витую пару (возможна оптическая сеть на основе оптоволоконного кабеля). Скорость передачи может варьироваться: 9,6 кбит/с…12 Мбит/с. Передающая среда в PROFIBUS, как правило, строится на основе интерфейса RS485.

FIELDBUS FOUNDATION:

FIELDBUS FOUNDATION (FF) — самый молодой и быстроразвивающийся стандарт на промышленную сеть, вобравший в себя самые современные технологии построения шины управления в масштабе предприятия.
FF объединяет функции информационной магистрали верхнего уровня и управляющей сети полевого уровня, что обеспечивает широкие возможности — от передачи файлов большого объема до создания распределенных контуров управления в реальном времени.

Практически стандарт FF определяет два уровня сети:
нижний уровень (Н1) физически идентичен и также, чаще всего, реализуется на основе интерфейса RS485. Это дает возможность использовать сеть FF во взрывоопасных зонах и запитывать устройства непосредственно от линии связи.
верхний уровень (HSE) основан на использовании высокоскоростной магистрали Ethernet (Hight Speed Ethernet) со скоростью обмена данными до 100 Мбит/с.

Протокол FF поддерживают как многие полевые датчики, так и вторичные приборы (например, видеографические регистраторы моделей DX/CX). Практически все ведущие производители распределенных систем управления также обеспечивают поддержку данного стандарта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector