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

28 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

640. Организационное проектирование, оценка эффективности организационных систем 135 KB
  Основные методологические принципы построения организационных структур. Понятие экспертного метода, метода структуризации целей, метода организационного моделирования, метода аналогий. Этапы проектирования, эффективность организационных изменений.
641. Анализ использования трудовых ресурсов на предприятии 118 KB
  Анализ использования трудовых ресурсов ООО Каравай. Анализ использования трудовых ресурсов, направления анализа численности и состава рабочей силы. Мероприятия, направленные на улучшение использования трудовых ресурсов в ООО Каравай на 2012.
642. Виды отчетов и способы их составления программными средствами 124 KB
  В практике маркетинговых исследований существует три основных вида отчета: устный, письменный краткий и письменный подробный. Как правило, контракты предусматривают устный и один из видов письменных отчетов.
643. Тяговый расчет автомобиля ЗиЛ-133Г1 1017 KB
  Построение внешней скоростной характеристики двигателя Камаз-7401. Графики силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию. Определение силы сопротивления качению колес автомобиля по дорожному покрытию. Значения силы тяги на колесах и скорости автомобиля Зил-133Г1.
644. Теоретические основы налогового права 128 KB
  Дайте определение понятию налоговое право. Руководствуясь ст. 2 НК РФ, охарактеризуйте его предмет. Каким образом законодательство о налогах и сборах (ст. 45 НК РФ) определяет момент исполнения налогоплательщиком обязанности по уплате налогов и сборов. Каковы правовые последствия подачи налогоплательщиком жалобы.
645. Совместная работа основания и сооружения 155 KB
  Формы деформаций сооружений. Чувствительность конструкций к неравномерным осадкам. Меры по уменьшению чувствительности зданий к неравномерным осадкам. Комплексная взаимозависимость факторов для решения задачи по устройству фундаментов.
646. Вдосконалення системи автоматизації відділення випарної станції 92 KB
  Умови праці. Наявність шкідливих та небезпечних факторів на робочому місці. Санітарно-гігієнічні вимоги до виробничих приміщень та розміщення технологічного обладнання. Розрахунок звукопоглинаючої конструкції операторського пункту.
647. Использование языка AHDL при проектировании цифровых устройств 159.5 KB
  Описание комбинационного устройства на языке AHDL. Реализация комбинационного устройства в CPLD и FLEX (выбор микросхемы, полная компиляция, моделирование, анализ, быстродействия и временных задержек). Функциональная компиляция и моделирование устройств.
648. Разработка и исследование характеристик платформенной инерциальной навигационной системы полуаналитического типа, построенной с использованием лазерных гироскопов 1.25 MB
  Краткое изложение теоретических сведений cистем координат в которой работает представленная ИНС. Пересчет координат из геоцентрической в географическую систему координат. Разработка алгоритма платформенной инерциальной навигационной системы, работающей в геоцентрической системе координат.