Расчет шкал приборов в программе КИП и А

Расчет ⁄ пересчет шкал приборов из физических величин измерений в унифицированный входной или выходной сигнал является зачастую непростой задачей, особенно когда это нужно сделать быстро, и особенно когда шкала нелинейная,- квадратичная например. Для решения этих задач, в программу КИП и А и был включен модуль расчета значений шкал - калькулятор шкал.

Внешний вид окна (скриншот с Android смартфона) показан на рисунке ниже. Версия для Windows выглядит также. (прим. автора)

Программа позволяет переводить унифицированный сигнал в физические величины и наоборот в двух направлениях:

• От первичного преобразователя ко вторичному прибру - унифицированный сигнал в физические величины
• От измеряемой первичным преобразователем физических величин в унифицированный сигнал

Физические величины, могут быть любыми, - зависит от измеряемого параметра и от пределов его измерений, и выставляются в программе как начало и конец шкалы физических величин.

Пределов каких-то в этом случае быть не может, а вот унифицированных, стандартных сигналов может быть несколько:

• 4 - 20 мА - стандартный токовый сигнал
• 0 - 20 мА - стандартный токовый сигнал
• 0 - 5 мА - стандартный токовый сигнал
• 0 - 1 В - стандартный входной ⁄ выходной сигнал по напряжению
• 0 - 10 В - стандартный входной ⁄ выходной сигнал по напряжению
• 0.2 - 1 кгс/см² - стандартный пневматический входной/выходной сигнал

Но при всем при этом, пользователь может самостоятельно выставить нужные пределы входного ⁄ выходного сигнала в нижней части окна. Кроме всего этого в верхней части окна есть выпадающий список функций преобразования:.

• Линейная шкала
• Линейная, убывающая шкала
• Квадратичная шкала
• Квадратичная, убывающая шкала
• Корнеизвлекающая
• Корнеизвлекающая, убывающая шкала

Начинаем работать с программой

Когда Вы впервые запускаете подпрограмму "Шкала-Сигнал" из программы КИП и А, Вы видите, что пределы физической шкалы установлены в 0-100 (процентов) - довольно распространенная шкала для вторичных приборов. А пределы унифицированного сигнала - 4-20 (мА - тоже самый распространенный сигнал).

Если Вас это не устраивает, Вы выставляете нужные параметры, которые при выходе из программы сохранятся, и при новом запуске загрузятся вновь.

При изменении параметра "Физическая величина" происходит пересчет параметра "Унифицированнный сигнал", и наоборот.

Если Вы меняете параметры пределов физической шкалы, также как и физической величины, идет расчет величины исходного унифицированного сигнала. Если Вы меняете пределы унифицированного сигнала, равно как и саму величину унифицированного сигнала, идет расчет физической величины. Если Вы где то сделали ошибку, например оставили какое-то поле в программе пустым - появляется сообщение об ошибке, и используются параметры по-умолчанию, которые Вы потом можете скорректировать.

Формулы преобразования

• Расчет значения унифицированного сигнала d, в зависимости от значения физической шкалы scv:
  • Линейная шкала
    d = ((scv - scs) / (sce - scs)) * (sge - sgs) + sgs;
  • Линейная, убывающая шкала
    d = ((scv - scs) / (sce - scs)) * (sgs - sge) + sge;
  • Квадратичная шкала
    d = ((scv - scs) / (sce - scs))² * (sge - sgs) + sgs;
  • Квадратичная, убывающая шкала
    d = (((scv - scs) / (sce - scs))² * (sgs - sge) + sge;
  • Корнеизвлекающая
    d = √((scv - scs) / (sce - scs)) * (sge - sgs) + sgs;
  • Корнеизвлекающая, убывающая шкала
    d = √((scv - scs) / (sce - scs)) * (sgs - sge) + sge;
• Расчет значения физической шкалы d, в зависимости от значения унифицированного сигнала sgv:
  • Линейная шкала
    d = ((sgv - sgs) / (sge - sgs)) * (sce - scs) + scs;
  • Линейная, убывающая шкала
    d = ((sgv - sge) / (sgs - sge)) * (sce - scs) + scs;
  • Квадратичная шкала
    d = √((sgv - sgs) / (sge - sgs)) * (sce - scs) + scs;
  • Квадратичная, убывающая шкала
    d = √((sgv - sge) / (sgs - sge)) * (sce - scs) + scs;
  • Корнеизвлекающая
    d = ((sgv - sgs) / (sge - sgs))² * (sce - scs) + scs;
  • Корнеизвлекающая, убывающая шкала
    d = ((sgv - sge) / (sgs - sge))² * (sce - scs) + scs;
• где,
  • d - результат
  • scv - значение физической шкалы
  • sgv - значение унифицированного сигнала
  • scs - начальное значение физической шкалы
  • sce - конечное значение физической шкалы
  • sgs - начальное значение унифицированного сигнала
  • sge - конечное значение унифицированного сигнала