Датчики «Дженерал Мониторс».

General Monitors – мировой лидер в разработке и производстве приборов пожарогазобезопасности, ведущий свою деятельность с 1961 года. Компания использует в своих разработках самые передовые достижения науки и техники и новации в области обнаружения и предупреждения пожаров и утечек различных газов, а также создания приборов экологического контроля и мониторинга. Датчики обнаружения опасных уровней горючих газов, сероводорода, других токсичных газов, пожарные детекторы пламени и модульные системы контроля и мониторинга пожарогазобезопасности General Monitors работают в различных отраслях производства ,в том числе на Оренбургском Гелиевом Заводе.

На Оренбургском Гелиевом Заводе используются: программный анализатор сероводорода модель S4100T и программный анализатор водорода модель S4100С.

Общее описание.

Рассмотрим в качестве примера, программный анализатор водорода модель S4100С.

Программируемый газоанализатор S4100С компании GENERAL Monitors это надежное, автономное, микропроцессорное устройство для контроля за наличием углеводородного газа, имеющее трехсимвольный вывод данных. Анализатор подключается к измерительному и отключающему оборудованию пользователя при помощи экранированных и армированных кабелей.

S4100С предназначен для измерения и отображения концентрации горючих газов в диапазоне 0-100% от нижнего предела взрываемости (НПВ), но продолжает отображать концентрацию вплоть до 120% НПВ.

Устройство не требует настройки пользователем. Прибор записывает количество калибровок, высчитывая выход датчика как % от опорного выходного сигнала нового датчика в течении калибровки и фиксирует его в энергонезависимой памяти вместе с калибровочными и настроечными параметрами.

Управление программируемым анализатором осуществляется пользователем через меню. Кроме того, датчик может быть адресован через двунапраленный интерфейс удаленного терминала Modbas.

Рабочие характеристики.

Габаритный чертеж.

На рисунке в низу показано несколько способов подключения выхода с открытым коллектором.

Принцип действия.

Принцип действия датчиков основан на измерении полезного теплового эффекта химической реакции анализиру­емого компонента воздуха - термохимический принцип.

Термохи́мия — раздел химической термодинамики, в задачу которой

входит определение и изучение тепловых эффектов реакций, а также

установление их взаимосвязей с различными физико-химическими

параметрами. Ещё одной из задач термохимии является измерение

теплоёмкостей веществ и установление их теплоты фазовых переходов.

Методы термохимии.

Основными экспериментальными методами термохимии являются калориметрия, дифференциальный термический анализ,дериватография.

Калориметрия (от лат. calor — тепло и лат. metro — измеряю) —

совокупность методов измерения количества теплоты, выделяющейся или

поглощаемой при протекании различных физических или химических процессов.

Дифференциальный термический анализ (ДТА) — метод исследования, заключающийся в нагревании или охлаждении образца с определенной скоростью и записи временной зависимости разницы температур между исследуемым образцом и образцом сравнения (эталоном), не претерпевающим никаких изменений в рассматриваемом температурном интервале.

Дериватография — метод исследования химических и физико-химических процессов, происходящих в веществе в условиях изменения температурного режима. Дериватография основана на сочетании дифференциального термического анализа стермогравиметрией.

Различают два принципа действия датчиков.

1. Каталити­ческое окисление анализируемого компонента протекает на твердом ка­тализаторе при прохождении через него анализируемого воздуха. Теп­ловой эффект каталитического окисления измеряется с помощью термометров сопротивления и термобатарей.

2. Каталитическое окисление анализируемого компонента воздуха происходит на нагреваемой каталитически активной нити, явля­ющейся одновременно плечом измерительного моста. Можно определять концентрации окиси углерода, бензина, этилового спирта, пропана, во­дорода.

Вспомогательное оборудование.

	Пылезащитный кожух. Представляет собой простой цилиндр из нержавеющей стали с резьбой. предназначен для предотвращения попадания пыли и других твердых частиц на пламегаситель датчика.
	Пылезащитный кожух из спеченной не ржавеющей стали. Данный кожух по конструкции похож на предыдущий, но на одном конце имеет диск из спеченной не ржавеющей стали. Пылезащитный кожух обеспечивает защиту от мелких частиц пыли и ветра.
	Брызгозащитный кожух. Это цилиндр из жесткого пластика на основе термопластичного полиэфира ,который накручивается на датчик. В нутрии кожуха предусмотрены специальные отбойники, предназначенные для предотвращения попадания водяных брызг на пламегаситель датчика.

Линии связи в АСУ ТП.

В линии связи АСУ используется два типа связи:

Проводная, кабели (простые кабели («витая пара») и оптические кабели).

Беспроводная связь.

Оптические кабели были рассмотрены выше.

Ка́бель (простой кабель) (вероятно через нем. Kаbеl или нидерл. kаbеl из фр. câble, от лат. сарulum — аркан) — конструкция из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), или оптических волокон, заключённых в оболочку. Кроме собственно жил и изоляции может содержать экран, силовые элементы и другие конструктивные элементы.

Кабельная линия — линия, предназначенная для передачи электроэнергии, отдельных её импульсов или оптических сигналов и состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и конечными муфтами (уплотнениями) и крепежными деталями[2].

В 1878 году инженер-технолог М. М. Подобедов организовал в России на Васильевском острове Санкт-Петербурга первые кустарные мастерские для выработки проводников с шёлковой и хлопчатобумажной изоляцией, на которых работало несколько человек. Там же им было создано небольшое предприятие «Русское производство изолированных проводников электричества Подобедовых, Лебурде и Ко», преобразованное в 1888 году в завод «Русское производство проводов электричества» М. М. Подобедова. 25 октября 1879 года одному из братьев Сименс (фирма «Сименс и Гальске») было выдано свидетельство на производство работ в построенном им заводе по изготовлению изолированной проволоки и телеграфных проводов в Васильевской части Санкт-Петербурга (впоследствии завод «Севкабель»).

Сетью связи называется некоторый набор канального, коммутационного и абонентского оборудования системы связи, характеризуемый определенными структурными свойствами. Назначением системы связи является передача (доставка) информации по заданным адресам с обеспечением требуемого качества обслуживания.

Каналом связи называется совокупность устройств и тракта распространения колебаний (в электромагнитном или другом поле) для передачи из одной точки сети в другую потока информации, независимой от передачи по другим каналам связи. Каналы связи могут быть ориентированными или симплексными или дуплексными). Линией связи называется совокупность (пучок) каналов связи, соединяющих непосредственно два пункта без прохождения через другие узлы.

Проводники в кабелях изготавливаются из следующих материалов( для передачи электрической энергии и сигналов):

Сталь

алюминий,

медь,

серебро,

золото,

сплавы различных металлов,

сверхпроводящие материалы;

для передачи оптических сигналов:

стекло,

пластмассы,

для рассеивания тепла:

нихром

константан.

Рисунок 13. Оконцовка медного многожильного провода в ПВХ изоляции.

Оболочка кабеля предназначена для защиты проводников и изоляторов от внешних воздействий, прежде всего от влаги, которая приводит к нарушению изоляции электрических кабелей, а также помутнению оптических волокон.

Оболочка кабеля может состоять из одного и более герметизирующих и армирующих слоёв, в качестве этих слоёв могут применяться различные материалы: ткань, пластмассы, металл, резина и проч. Кабели для передачи электрических сигналов могут быть снабжены экраном из металлической сетки, листового металла (фольги) или полимерной плёнки с тонким металлическим покрытием.

Для передачи информации одной из распространенной конструкцией ПК является «Витая пара». Вита́я па́ра (англ. twisted pair) — вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения степени связи между собой проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов. Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара — один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве физической среды передачи сигнала во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring. В настоящее время, благодаря своей дешевизне и лёгкости в монтаже, является самым распространённым решением для построения проводных (кабельных) локальных сетей.

Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи разъёма 8P8C, который часто неверно называют RJ45. А еще есть 7A категория.

Рисунок 14. Витая пара категории 6 (между парами виден разделительный корд, у каждой пары свой шаг скрутки).

Витопарный кабель состоит из нескольких витых пар. Проводники в парах изготовлены из монолитной медной проволоки толщиной 0,4—0,6 мм. Кроме метрической, применяется американская система AWG, в которой эти величины составляют 26AWG или 22AWG соответственно. В стандартных 4-х парных кабелях в основном используются проводники диаметром 0,51 мм (24AWG). Толщина изоляции проводника — около 0,2 мм, материал обычно поливинилхлорид (английское сокращение PVC), для более качественных образцов 5 категории — полипропилен (PP), полиэтилен (PE). Особенно высококачественные кабели имеют изоляцию из вспененного (ячеистого) полиэтилена, который обеспечивает низкие диэлектрические потери, или тефлона, обеспечивающего широкий рабочий диапазон температур

Также внутри кабеля встречается так называемая «разрывная нить» (обычно капрон), которая используется для облегчения разделки внешней оболочки — при вытягивании она делает на оболочке продольный разрез, который открывает доступ к кабельному сердечнику, гарантированно не повреждая изоляцию проводников. Также разрывная нить, ввиду своей высокой прочности на разрыв, выполняет защитную функцию. Внешняя оболочка 4-парных кабелей имеет толщину 0,5—0,9 мм в зависимости от категории кабеля и обычно изготавливается из поливинилхлорида с добавлением мела, который повышает хрупкость. Это необходимо для точного облома по месту надреза лезвием отрезного инструмента. Кроме этого, для изготовления оболочки используются полимеры, которые не поддерживают горения и не выделяют при нагреве галогены (такие кабели маркируются как LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Кабели, не поддерживающие горение и не выделяющие дым, разрешается прокладывать и использовать в закрытых областях, где могут проходить воздушные потоки системы кондиционирования и вентиляции (так называемых пленум-областях). В общем случае, цвета не обозначают особых свойств, но их применение позволяет легко отличать коммуникации c разным функциональным назначением, как при монтаже, так и обслуживании. Самый распространённый цвет оболочки кабелей — серый. У внешних кабелей внешняя оболочка чёрного цвета. Оранжевая окраска, как правило, указывает на негорючий материал оболочки. Отдельно нужно отметить маркировку. Кроме данных о производителе и типе кабеля, она обязательно включает в себя метровые или футовые метки.

Форма внешней оболочки кабеля витая пара может быть различной. Чаще других применяется круглая форма. Для прокладки под ковровым покрытием может использоваться плоский кабель.

Кабели для наружной прокладки обязательно имеют влагостойкую оболочку из полиэтилена, которая наносится (как правило) вторым слоем поверх обычной, поливинилхлоридной. Кроме этого, возможно заполнение пустот в кабеле водоотталкивающим гелем и бронирование с помощью гофрированной ленты или стальной проволоки.

В зависимости от наличия защиты — электрически заземлённой медной оплетки или алюминиевой фольги вокруг скрученных пар, определяют разновидности данной технологии:

неэкранированная витая пара (англ. UTP — Unshielded twisted pair) — без защитного экрана;

фольгированная витая пара (англ. FTP — Foiled twisted pair), также известна как F/UTP) — присутствует один общий внешний экран в виде фольги;

экранированная витая пара (англ. STP — Shielded twisted pair) — присутствует защита в виде экрана для каждой пары и общий внешний экран в виде сетки;

фольгированная экранированная витая пара (англ. S/FTP — Screened Foiled twisted pair) — внешний экран из медной оплетки и каждая пара в фольгированной оплетке;

незащищенная экранированая витая пара (SF/UTP — или с англ. Screened Foiled Unshielded twisted pair).Отличие от других типов витых пар заключается в в наличии двойного внешнего экрана, сделанного из медной оплётки, а так же фольги. Экранирование обеспечивает лучшую защиту от электромагнитных наводок как внешних, так и внутренних и т. д. Экран по всей длине соединен с неизолированным дренажным проводом, который объединяет экран в случае разделения на секции при излишнем изгибе или растяжении кабеля.

В зависимости от структуры проводников — кабель применяется одно- и многожильный. В первом случае каждый провод состоит из одной медной жилы и называется жила-монолит, а во втором — из нескольких и называется жила-пучок. Одножильный кабель не предполагает прямых контактов с подключаемой периферией. То есть, как правило, его применяют для прокладки в коробах, стенах и т. д. с последующим терминированием розетками. Связано это с тем, что медные жилы довольно толсты и при частых изгибах быстро ломаются. Однако для «врезания» в разъемы панелей розеток такие жилы подходят как нельзя лучше. В свою очередь многожильный кабель плохо переносит «врезание» в разъёмы панелей розеток (тонкие жилы разрезаются), но замечательно ведет себя при изгибах и скручивании. Кроме того, многожильный провод обладает бо́льшим затуханием сигнала. Поэтому многожильный кабель используют в основном для изготовления патчкордов (англ. patchcord), соединяющих периферию с розетками.

Существует два варианта обжима разъёма на кабеле:

для создания прямого кабеля — для соединения порта сетевой карты с коммутатором или концентратором,

для создания перекрёстного (использующего кроссированный MDI, англ. MDI-X) кабеля, имеющего инвертированную разводку контактов разъёма для соединения напрямую двух сетевых плат, установленных в компьютеры, а также для соединения некоторых старых моделей концетраторов или коммутаторов (uplink-порт).

Обжимается разъём 8P8C.

Мультиплексирование.

В информационных технологиях и связи, мультиплекси́рование (англ. multiplexing, muxing) — уплотнение канала, т. е. передача нескольких

потоков (каналов) данных с меньшей скоростью (пропускной способностью) по одному каналу.

В телекоммуникациях мультиплексирование подразумевает передачу данных по нескольким логическим каналам связи в одном физическом канале. Под физическим каналом подразумевается реальный канал со своей пропускной способностью — медный или оптический кабель, радиоканал.

В информационных технологиях мультиплексирование подразумевает объединение нескольких потоков данных (виртуальных каналов) в один. Примером может послужить видеофайл, в котором поток (канал) видео объединяется с одним или несколькими каналами аудио.

Устройство или программа, осуществляющая мультиплексирование, называется мультиплексором.

Мультиплексирование с разделением по частоте (FDM).

Мультиплексирование 3 каналов с разделением по частоте.

Технология.

Мультиплексирование с разделением по частоте (англ. FDM, Frequency Division Multiplexing) предполагает размещение в пределах полосы пропускания канала нескольких каналов с меньшей шириной. Наглядным примером может послужить радиовещание, где в пределах одного канала (радиоэфира) размещено множество радиоканалов на разных частотах (в разных частотных полосах).

Основные применения.

Используется в сетях мобильной связи (см. FDMA) для разделения доступа, в волоконно-оптической связи аналогом является мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM, Wavelength Division Multiplexing) (где

частота — это цвет излучения излучателя), в природе — все виды разделений

по цвету (частота электромагниных колебаний) и тону (частота звуковых колебаний).

Мультиплексирование с разделением по времени (TDM).

Технология.

Мультиплексирование с разделением по времени (англ. TDM, Time

Division Multiplexing) предполагает кадровую передачу данных, при этом

переход с каналов меньшей ширины (пропускной способности) на каналы с

большей освобождает резерв для передачи в пределах одного кадра большего

объёма нескольких кадров меньшего.

На рисунке: А, В и С — мультиплексируемые каналы с пропускной способностью (шириной) N и длительностью кадра Δt; E — мультиплексированный канал с той же длительностью Δt но с шириной M*N, один кадр которого (суперкадр) несёт в себе все 3 кадра входных мультиплексируемых сигналов последовательно, каждому каналу отводится

часть времени суперкадра — таймслот, длиной Δt_M=Δt/M

Таким образом, канал с пропускной способностью M * N может пропускать M каналов с пропускной способностью N, причём при соблюдении канальной скорости (кадров в секунду) результат демультиплексирования совпадает с исходным потоком канала (А, В или С на рисунке) и по фазе, и по скорости, т. е. протекает незаметно для конечного получателя.

Основные применения

беспроводные TDMA-сети, Wi-Fi, WiMAX;

канальная коммутация в PDH и SONET/SDH;

пакетная коммутация в ATM, Frame Relay, Ethernet, FDDI;

коммутация в телефонных сетях;

последовательные шины: PCIe, USB.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM)

Технология.

Мультиплексирование с разделением по длине волны (англ. WDM, Wavelength Division Multiplexing) предполагает передачу по одному оптическому волокну каналов на различных длинах волн. В основе технологии лежит факт того, что волны с разными длинами распространяются независимо друг от друга. Выделяют три основных типа спектрального уплотнения: WDM, CWDM и DWDM.

ВОЛС.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: