18417

Общие сведения о технических средствах автоматизации

Лекция

Менеджмент, консалтинг и предпринимательство

Лекция 2. Общие сведения о технических средствах автоматизации. Необходимость изучения общих вопросов касающихся технических средств автоматизации и государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации ГСП диктуется тем что технические средств

Русский

2013-07-08

107 KB

24 чел.

Лекция 2.

Общие сведения о технических средствах автоматизации.

Необходимость изучения общих вопросов, касающихся технических средств автоматизации и государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), диктуется тем, что технические средства автоматизации являются неотъемлемой частью ГСП. Технические средства автоматизации представляют собой основу при реализации информационно-управляющих систем в промышленной и непромышленной сферах производства. Принципы организации ГСП в значительной мере определяют содержание этапа проектирования технического обеспечения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). В свою очередь, основу ГСП составляют проблемно-ориентированные агрегатные комплексы технических средств.

Типовые средства автоматизации могут быть техническими, аппаратными, программно-техническими и общесистемными [1].

К техническим средствам автоматизации (ТСА) относят:

  •  датчики;
  •  исполнительные механизмы;
  •  регулирующие органы (РО);
  •  линии связи;
  •  вторичные приборы (показывающие и регистрирующие);
  •  устройства аналогового и цифрового регулирования;
  •  программно-задающие блоки;
  •  устройства логико-командного управления;
  •  модули сбора и первичной обработки данных и контроля состояния технологического объекта управления (ТОУ);
  •  модули гальванической развязки и нормализации сигналов;
  •  преобразователи сигналов из одной формы в другую;
  •  модули представления данных, индикации, регистрации и выработки сигналов управления;
  •  буферные запоминающие устройства;
  •  программируемые таймеры;
  •  специализированные вычислительные устройства, устройства допроцессорной подготовки.

К программно-техническим средствам автоматизации относят:

  •  аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи;
  •  управляющие средства;
  •  блоки многоконтурного аналогового и аналого-цифрового регулирования;
  •  устройства многосвязного программного логического управления;
  •  программируемые микроконтроллеры;
  •  локально-вычислительные сети.

К общесистемным средствам автоматизации относят:

  •  устройства сопряжения и адаптеры связи;
  •  блоки общей памяти;
  •  магистрали (шины);
  •  устройства общесистемной диагностики;
  •  процессоры прямого доступа для накопления информации;
  •  пульты оператора.

Технические средства автоматизации в системах управления

Любая система управления должна выполнять следующие функции:

  •  сбор информации о текущем состоянии технологического объекта управления (ТОУ);
  •  определение критериев качества работы ТОУ;
  •  нахождение оптимального режима функционирования ТОУ и оптимальных управляющих воздействий, обеспечивающих экстремум критериев качества;
  •  реализация найденного оптимального режима на ТОУ.

Эти функции могут выполняться обслуживающим персоналом или ТСА. Различают четыре типа систем управления (СУ):

1) информационные;

2) автоматического управления;

3) централизованного контроля и регулирования;

4) автоматизированные системы управления технологическими процессами.

Информационные (неавтоматизированные) системы управления (рис. 1.1) применяются редко, только для надежно функционирующих, простых технологических объектов управления ТОУ.

Рис. 1.1. Структура информационной системы управления:

Д - датчик (первичный измерительный преобразователь);

НП – нормирующий преобразователь;

ВП - вторичный показывающий прибор;

ОПУ- операторский пункт управления (щиты, пульты, мнемосхемы, устройства сигнализации);

УДУ – устройства дистанционного управления (кнопки, ключи, байпасные панели управления и др.);

ИМ – исполнительный механизм;

РО - регулирующий орган;

С - устройства сигнализации;

МС – мнемосхемы.

В некоторых случаях в состав информационной СУ входят регуляторы прямого действия и встроенные в технологическое оборудование регуляторы.

В системах автоматического управления (рис. 1.2) все функции выполняются автоматически при помощи соответствующих технических средств.

Функции оператора включают в себя:

  •  техническую диагностику состояния САУ и восстановление отказавших элементов системы;
  •  коррекцию законов регулирования;
  •  изменение задания;
  •  переход на ручное управление;
  •  техническое обслуживание оборудования.

Рис. 1.2. Структура системы автоматического управления (САУ):

КП - кодирующий преобразователь;

ЛС - линии связи (провода, импульсные трубки);

ВУ - вычислительные устройства

Системы централизованного контроля и регулирования (СЦКР) (рис. 1.3). САУ применяются для простых ТОУ, режимы функционирования которых характеризуются небольшим числом координат, а качество работы одним легко вычисляемым критерием. Частным случаем САУ является автоматическая система регулирования (АСР).

Система управления, автоматически поддерживающая экстремальное значение ТОУ, относится к классу систем экстремального регулирования.

Рис. 1.3. Структура системы централизованного контроля и регулирования:

ОПУ - операторский пункт управления;

Д - датчик;

НП – нормирующий преобразователь;

КП - кодирующие и декодирующие преобразователи;

ЦР - центральные регуляторы;

МР – многоканальное средство регистрации (печать);

С - устройство сигнализации предаварийного режима;

МПП - многоканальные показывающие приборы (дисплеи);

МС - мнемосхема;

ИМ - исполнительный механизм;

РО - регулирующий орган;

К – контроллер

АСР, поддерживающие заданное значение выходной регулируемой координаты ТОУ, подразделяются на:

  •  стабилизирующие;
  •  программные;
  •  следящие;
  •  адаптивные.

Экстремальные регуляторы применяются крайне редко.

Технические структуры СЦКР могут быть двух типов:

1) с индивидуальными ТСА;

2) с коллективными ТСА.

В системе первого типа каждый канал конструируют из ТСА индивидуального пользования. К ним относятся датчики, нормирующие преобразователи, регуляторы, вторичные приборы, исполнительные механизмы, регулирующие органы.

Выход из строя одного канала регулирования не приводит к остановке технологического объекта.

Такое построение увеличивает стоимость системы, но повышает ее надежность.

Система второго типа состоит из ТСА индивидуального и коллективного пользования. К ТСА коллективного пользования относят: коммутатор, КП (кодирующие и декодирующие преобразователи), ЦР (центральные регуляторы), МР (многоканальное средство регистрации (печать)), МПП (многоканальные показывающие приборы (дисплеи)).

Стоимость коллективной системы несколько ниже, но надежность в сильной степени зависит от надежности коллективных ТСА.

При значительной длине линии связи применяют индивидуальные кодирующие и декодирующие преобразователи, размещенные около датчиков и исполнительных механизмов. Это повышает стоимость системы, но улучшает помехозащищенность линии связи.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) (рис. 1.4) - это машинная система, в которой ТСА осуществляют получение информации о состоянии объектов, вычисляют критерии качества, находят оптимальные настройки управления. Функции оператора сводятся к анализу полученной информации и реализации с помощью локальных АСР или дистанционного управления РО.

Различают следующие типы АСУТП:

  •  централизованная АСУ ТП (все функции обработки информации и управления выполняет одна управляющая вычислительная машина УВМ) (рис.1.4);

Рис. 1.4. Структура централизованной АСУ ТП:

УСО - устройство связи с объектом;

ДУ - дистанционное управление;

СОИ - средство отображения информации

  •  супервизорная АСУТП (имеет ряд локальных АСР, построенных на базе ТСА индивидуального пользования и центральной УВМ (ЦУВМ), имеющей информационную линию связи с локальными системами) (рис. 1.5);
  •  

Рис. 1.5. Структура супервизорной АСУТП: ЛР - локальные регуляторы

  •  распределенная АСУТП - характеризуется разделением функций контроля обработки информации и управления между несколькими территориально распределенными объектами и вычислительными машинами (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Иерархическая структура технических средств ГСП

PAGE  7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72790. Экологическое страхование 220.18 KB
  Целью курсовой работы является изучение теоретических положений о понятии экологического страхования, о его видах и формах, тенденциях развития обязательственных отношений в сфере экологического страхования, регулирующих их правовых норм, а также законодательства об экологическом страховании, и соответствующих им практических рекомендаций.
72795. Проектирование домостроительного комбината мощностью 140 тыс. м3 в год в Воронежской области 659.5 KB
  Основным видом продукции являются наружные панели стеновые трехслойные железобетонные. Стеновые панели бетонные железобетонные используются в качестве строительного материала в домостроении. По назначению панели бывают: для надземных гаражей для цокольных этажей или для чердаков.
72797. Назначение, сущность, основные составляющие и эволюция инновационного менеджмента 480.5 KB
  Инновация определяется в нем прежде всего как конечный результат инновационной деятельности как прогрессивное новшество которое проявляется либо в виде продукта либо в виде технологических процессов новых методов организации и управления производством.
72798. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 961.5 KB
  Зачастую используется документация не подвергшаяся экспертизе в органах надзорной деятельности что затрудняет и осложняет обеспечение противопожарной защиты на возводимых зданиях и сооружениях.