У дома · Осветление · Технически средства за автоматизация Лекционни бележки. Технически средства за автоматизация на производството Спомагателни средства за автоматизация

Технически средства за автоматизация Лекционни бележки. Технически средства за автоматизация на производството Спомагателни средства за автоматизация

Литература 1. Кремлевски П. П. - Разходомери и броячи на вещества (2 книги) - С. П.: Политехника, 2002 г. 2. Ранев Г. Г., Тарасенко А. П., Методи и средства за измерване. – М.: Издателски център „Академия”, 2004 г. – 336 с. 3. Исакович Р. Я., Кучин Б. Л., Контрол и автоматизация на добива на нефт и газ. – М.: Недра, 1976. – 343 с. 4. Movsumzade A.E., Soshchenko A.E., Развитие на системи за автоматизация и телемеханизация в нефтената и газовата промишленост. – М.: Недра, 2004 – 331 с. 5. Коршак А. А., Шаммазов А. М., Основи на нефтения и газовия бизнес, учебник за университетите. – Уфа: ООО „Дизайн. Полиграф. Служба", 2005 г. – 528 с. : аз ще.

Литература 6. Логачев В. Г. Разработване на средства за автоматично управление на размерите на движещи се продукти с нестабилна и сложна геометрични форми. – Тюмен: Вектор Бук, 2001. – 311 с. 7. В. Г. Домрачев, В. Р. Матвеевски, Ю. С. Смирнов. Схеми на цифрови преобразуватели на преместване. Справочник, М: Енергоавтомиздат, 1987. 8. Самхарадзе Т. Г. - Каталог. Инструменти и оборудване за автоматизация. Том 6 - Вторични устройства - М.: ООО Научтехлитиздат, 2005 9. Самхарадзе Т. Г. - Каталог. Инструменти и оборудване за автоматизация. Том 7 – Регулиращи устройства. Аларми за температура, налягане, ниво. Релейни сензори. Актуатори - М.: ООО Научтехлитиздат, 2005 10. Самхарадзе Т. Г. - Каталог. Инструменти и оборудване за автоматизация. Том 8 - Програмни логически контролери (PLC) и софтуерно-хардуерни комплекси (PTK) - М.: Научтехлитиздат ООД, 2005 г.

Първични преобразуватели Първичен преобразувател на преместване (PT) е устройство, което възприема контролирано входно изместване (линейно или ъглово) и го преобразува в изходен сигнал (обикновено електрически), удобен за по-нататъшна обработка, преобразуване и, ако е необходимо, предаване чрез комуникация канал на дълги разстояния. Като най-важният компонент на цифровите преобразуватели, първичните преобразуватели на изместване до голяма степен предопределят параметрите на цифровия процесор като цяло, тъй като това е първият етап на преобразуване, изместване - електрически параметър, който основно определя такива характеристики на цифровия процесор като точност, скорост, линейност на контрола и т.н. Основни изисквания към изискванията за разработване и проектиране на устройства за контрол на движението: висока точност на измерване (или контрол) на премествания, скорост, надеждност, устойчивост на шум на информативния параметър, ниски нелинейни изкривявания, висока технологичност, ниска цена, нисък топлообмен, размери, тегло и т.н., което е доста важно в производствените условия.

Класификация на първичните преобразуватели ¢ ¢ ¢ ¢ PP могат да бъдат класифицирани според различни знаци, основните от които са: характер на измерваните движения, физически принцип на действие на чувствителния елемент, структура на конструкцията, вид на изходния сигнал. Въз основа на характера на измерваните движения се разграничават ПП на линейни и ъглови движения. Според физическия принцип на действие на чувствителния елемент ПП могат да се разделят на: фотоелектрични (оптоелектронни), използващи ефекта на периодични промени в осветеността; електростатични: l капацитивен (въз основа на ефекта от периодична промяна на капацитета); l пиезоелектричен (въз основа на ефекта на външния вид електрически зарядвърху повърхността на някои материали по време на деформация); електромагнитни (използвайки например ефекта от периодични промени в индуктивността или взаимната индуктивност); електроакустични (базирани например на ефекта от промяна на енергията на повърхностна акустична вълна);

Класификация на първичните преобразуватели ¢ електромеханични: l електрически контакт (въз основа на ефекта от рязката промяна на съпротивлението на сдвоени електрически контакти, когато те са затворени и отворени); l реостат (използващ ефекта на линейна промяна на съпротивлението); l мехатронни (въз основа на механично управление на електронния ток на електровакуумни устройства чрез директно механично движение на техните електроди). l Според конструктивната структура, в зависимост от начина на свързване на елементите на ПП, се разграничават три основни структурни схеми: с последователно преобразуване, диференциална и компенсационна. l Въз основа на характера на промяната във времето на изходния сигнал се разграничават непрекъснати и дискретни ПП. l В зависимост от вида на параметъра на изходния сигнал, който е линейно зависим от измереното преместване, непрекъснатите ПП се разделят на амплитудни, честотни и фазови. Съответно ПП с дискретно действие могат да бъдат амплитудно-импулсни, честотно-импулсни, импулсно-кодови и др.

Класификация на измерванията ¢ ¢ ¢ Директно измерване - измерване, при което желаната стойност на дадена величина се получава директно. Например измерване на температурата на въздуха с термометър, налягането с манометър. Непрякото измерване е измерване, при което стойността физическо количествосе определят въз основа на резултатите от директни измервания на други физически величини, които са функционално свързани с желаната. Например намиране на плътността на тяло въз основа на неговата маса и геометрични размери. Съвместните измервания са едновременни измервания на две или повече разнородни величини за установяване на връзката между тях. Точността на резултата от измерването е характеристика на качеството на измерването, отразяваща близостта до нула на грешката на неговия резултат (колкото по-малка е грешката на измерването, толкова по-голяма е неговата точност). Грешката на резултата от измерването е отклонението на резултата от измерването от истински смисълизмерено количество.

Средства за измерване Средството за измерване е техническо средство (или набор от технически средства), предназначено за измервания, имащо стандартизирани метрологични характеристики, възпроизвеждащо или съхраняващо една или повече единици физически величини, чиито размери се приемат непроменени за известен период от време. от време. ¢ Измервателен уред – средство за измерване, предназначено да получава стойностите на измерваната величина в определен диапазон. обикновено, измервателен уредразполага с устройства за преобразуване на измерената величина в измервателен информационен сигнал и извеждането му в най-достъпна за възприемане форма. Разграничете следните видовеустройства: показване, запис, сумиране, пряко действие, сравнение. ¢ Класът на точност е обобщена характеристика на средствата за измерване, определена от границите на допустимите основни и допълнителни грешки, както и други свойства на SI, които влияят върху неговата точност. ¢ Грешката на измервателния уред е разликата между показанията на SI и истинската (действителната) стойност на измереното количество. ¢

Спирателни кранове ¢ ¢ ¢ Аксесоари за тръбопроводипредназначени да контролират потоците от нефт, транспортирани през тръбопроводи. Според принципа на работа вентилите се разделят на три класа: спирателни, управляващи и предпазни. Спирателните вентили (вентили) се използват за пълно затваряне на напречното сечение на тръбопровода, регулиращи вентили (регулатори на налягането) - за промяна на налягането или дебита на изпомпваната течност, предпазни клапани (възвратни клапани и предпазни клапани) - за защита на тръбопроводи и оборудване при надвишаване на допустимото налягане, както и за предотвратяване на обратни потоци течности. Шибърите са спирателни устройства, при които зоната на потока е затворена чрез транслационно движение на шибъра в посока, перпендикулярна на посоката на движение на маслото.

Спирателни вентили Регулаторите на налягането са устройства, използвани за автоматично поддържане на налягането на необходимото ниво. В зависимост от това къде се поддържа налягането преди или след регулатора, има регулатори от типа "преди" и "след". ¢ Предпазните клапани са устройства, които предотвратяват повишаване на налягането в тръбопровода над зададена стойност. Предпазните клапани за ниско и пълно повдигане се използват на нефтопроводи затворен тип, работещ на принципа на изпускане на част от течността от мястото на възникване на високо налягане в специален събирателен колектор. ¢ Възвратен клапаннаречено устройство за предотвратяване на обратното движение на среда в тръбопровод. При изпомпване на масло се използват въртящи се възвратни клапани с затвор, въртящ се около хоризонтална ос. Клапаните на главните нефтопроводи са проектирани за работно налягане от 6,4 MPa. ¢

Автоматизацията на производството е процес в развитието на машинното производство, при който функциите за управление и контрол, изпълнявани преди това от човека, се прехвърлят на инструменти и автоматични устройства. Автоматизацията на производството е основата за развитието на съвременната индустрия, общата посока на техническия прогрес. Основната му цел е повишаване на ефективността на труда, подобряване на качеството на продуктите и създаване на условия за оптимално използване на всички производствени ресурси. А. п. се разграничава: частична, сложна и пълна.

Методи за автоматизация на производството ¢ Първо, те разработват методи за ефективно изучаване на моделите на обектите на управление, тяхната динамика, стабилност, зависимостта на поведението от влиянието външни фактори. Тези проблеми се решават от изследователи, конструктори и технолози, специалисти в конкретни области на науката и производството. Сложните процеси и обекти се изучават чрез методи на физическо и математическо моделиране, изследване на операции с помощта на аналогови и цифрови компютри.

Методи за автоматизация на производството ¢ Второ, те определят икономически осъществими методи за управление, внимателно обосновават целта и функцията за оценка на управлението и избора на най-ефективната връзка между измерените и контролните параметри на процеса. На тази основа се установяват правила за вземане на управленски решения и се избира стратегия за поведение на производствените мениджъри, като се вземат предвид резултатите от икономическите изследвания, насочени към идентифициране на рационални модели на системата за управление. Конкретните управленски цели зависят от технически, икономически, социални и други условия. Те се състоят в постигане на максимална производителност на процеса, стабилизиране на високо качество на продуктите, най-висока степен на използване на гориво, суровини и оборудване, максимален обем на продадените продукти и намаляване на разходите за единица продукт и др.

Методи за автоматизация на производството ¢ Трето, задачата е да се създадат инженерни методи за най-простото, най-надеждното и ефективно изпълнение на структурата и дизайна на оборудването за автоматизация, което изпълнява определените функции на измерване, обработка на резултатите и контрол. При разработването на рационални структури за управление и технически средства за тяхното прилагане се използват теорията на алгоритмите, автоматите, математическата логика и теорията на релейните устройства. С помощта на компютърната технология се автоматизират много процеси на изчисляване, проектиране и тестване на устройства за управление. Изборът на оптимални решения за събиране, предаване и обработка на данни се основава на методите на теорията на информацията. Ако има нужда от многоцелево използване на големи потоци от информация, се използват централизирани (интегрирани) методи за нейната обработка.

Средства за автоматизация Технически средствасредства за автоматизация, устройства и технически системи, предназначени за автоматизация на производството. Т.с. А. осигуряват автоматично получаване, предаване, трансформиране, сравнение и използване на информация за целите на контрола и управлението производствени процеси. Сензорът е първичен преобразувател, елемент на измервателно, сигнализиращо, регулиращо или управляващо устройство на система, който преобразува контролирана величина (налягане, температура, честота, скорост, движение, напрежение, електрически ток и др.) в сигнал, удобен за измерване, предаване, преобразуване, съхранение и регистриране, както и за въздействието им върху управляваните процеси.

Методи и инструменти за измерване на температурата Температурата се отнася до степента на нагряване на дадено вещество. Физични свойства на нефта (плътност, вискозитет, количество газ и парафин, разтворени в нефта, и фазови състояниямасло) до голяма степен зависят от неговата температура. Технологията на процеса на производство на нефт, събиране и първична подготовка в находищата, транспортиране на нефт и нефтопродукти до голяма степен зависи от температурните фактори, при които протичат тези процеси. Тъй като температурата е активна величина, тя може да бъде измерена само индиректно, въз основа на температурната зависимост на такива физични свойства на телата, които могат да бъдат директно измерени (топлинна. EMF, електрическо съпротивление, плътност и др.). Трябва да се измерва температурата в тръбопроводи с охлаждаща течност, във водоносни, маслоносещи и компресорни станции, за да се следи състоянието на лагерите. Измерванията на температурата в резервоари с нефт и нефтопродукти са необходим елемент от количественото отчитане.

Температурен датчик Метран - 274 Сензорът се състои от електронен преобразувател с изходен сигнал 4-20 m.A и термосонди с различна дължина на потопената част. Измереният температурен параметър се преобразува линейно в пропорционална промяна в омичното съпротивление на термистора, поставен в температурната сонда. Електронен преобразувател преобразува напрежението, генерирано от чувствителния към температура елемент, в токов изходен сигнал. Температурно чувствителният елемент на сензора е термистор с номинална статична характеристика на преобразуване 100 M, разположен в херметичната обвивка на температурната сонда.

Температурен датчик TC 5008 Сензорът е предназначен за непрекъснато преобразуване на температурата на течности и газове в единен токов изходен сигнал в неагресивни среди в системи за автоматично управление, регулиране и контрол на процеси. Електронен преобразувател преобразува напрежението, генерирано от чувствителния към температура елемент, в токов изходен сигнал.

Температурни сензори TSMU 0104, TSPU 0104 Термопреобразуватели с унифициран изходен сигнал TSMU 0104, TSPU 0104 са предназначени за измерване и непрекъснато преобразуване на температурата на твърди, течни, газообразни и гранулирани вещества. TSMU 0104, TSPU 0104 са предназначени да заменят термичните преобразуватели с унифициран изходен сигнал от серията TSMU 205, TSPU 205. Те се отличават с възможността да променят температурната сонда и да избират долната и горната граница на измервания температурен диапазон с помощта на превключватели . В съответствие с GOST 14254 степен на защита срещу проникване твърди вещества, прах и вода: IP 54, IP 65, IP 67 в зависимост от дизайна на клемната глава и вида на връзката.

Основни технически характеристики на температурни сензори TS 5008, Metran-274, TSMU 0104 (TSPU 0104) Име на устройството Параметри TS 5008 Metran 274 TSMU 0104, TSPU 0104 ± 0,5 ± 0,25 ± 0,1 50 до +350 50 до +180 50 до 550 Използвана мощност сигнал, м. A 4 20 Захранващо напрежение, V 17 42 15 42 Взривозащита. Срок на експлоатация, години 5 5 6 1, 5 1, 8 1, 08 Граница на допустимата грешка, % Диапазон на измерените температури, ºС Цена, хиляди рубли

Класификация на уредите за измерване на налягане и вакуум Всички уреди за измерване на налягане и вакуум могат да се разделят на следните групи: 1. По вида на измерваната величина: барометри - за измерване на атмосферно налягане; манометри - за измерване на свръхналягане; вакуумметри - за измерване на вакуум; манометри и вакуум - за измерване на налягане и вакуум; диференциални манометри - за измерване на разликата (разликата) в налягането.

Класификация на уредите за измерване на налягане и вакуум 2. Въз основа на принципа на действие: течни - измереното налягане се балансира от стълб течност; бутало - измереното налягане, действащо от едната страна на буталото, се балансира от налягането, създадено от силата, приложена от противоположната страна. Директният товар(а) се използва като балансираща сила; пружина - измереното налягане деформира различни видове пружини. Деформацията, увеличена от предаването на прецизен механизъм и превърната в движение на показалеца, е мярка за измереното налягане; електрически, базирани на промени в електрическите свойства на определени материали, когато върху тях се прилага натиск; радиоактивен - измереното налягане предизвиква съответна промяна в йонизацията, причинена от радиация и рекомбинация на йони. Течните инструменти се използват главно в лабораторни условия, буталните манометри се използват за калибриране на инструменти. На индустриални съоръженияИзползват се предимно пружинни и електрически манометри от различни видове.

Сензор за налягане Sapphire-22-DI-Ex Измервателните преобразуватели Sapphire-22-DI-Ex са предназначени за работа в системи за автоматичен мониторинг, регулиране и управление на технологични процеси и осигуряват непрекъснато преобразуване на стойността на измервания параметър - свръхналягане - в унифициран токов изходен сигнал. Преобразувателите са предназначени за работа с вторично записващо и показващо оборудване, регулатори и други устройства за автоматизация, системи за управление, работещи от стандартен изходен сигнал от 4-20 m. постоянен ток. Принципът на работа на преобразувателя Sapphire-22-DI-Ex се основава на използването на тензодатчици. Конверторите Sapphire-22-DI-Ex имат висока точност, стабилна работа и ниска инерция. Сензорите се произвеждат под формата на многодиапазонни устройства с възможност за регулиране на обхвата на измерване.

Сензор за налягане Metran-43 DI-Ex Сензорите от този тип са предназначени за работа в система за автоматичен мониторинг, регулиране и контрол на технологичните процеси и осигуряват непрекъснато преобразуване на стойността на измервания параметър - свръхналягане - в стандартен токов изходен сигнал за дистанционно предаване. Работата на измервателните преобразуватели Metran-43 DI-Ex се основава на тензорезисторния ефект. Конверторите от този модел имат висока точност, стабилна работа и ниска инерция. Сензорите се произвеждат под формата на многодиапазонни устройства с възможност за регулиране на обхвата на измерване: всеки преобразувател може да бъде преконфигуриран към всеки горен обхват на измерване. Чувствителният елемент е защитен от измерваната среда чрез вълнообразни метални мембрани от антикорозионни материали. Основните предимства са повишената точност, но използването на този сензор в автоматизиран процес е усложнено от големите му размери и тесния диапазон на работна температура.

Сензор за измерване на диференциално налягане SAPFIR - 22 -Ex-M-DD Преобразуватели на диференциално налягане могат да се използват за преобразуване на стойности на нивото на течността, дебит на течност или газ, преобразуване на хидростатично налягане за преобразуване на стойности на ниво на течност в единен токов сигнал. Всеки трансдюсер има настройка на обхвата на измерване и може да бъде настроен на всяка горна граница на измерване, определена за този модел. Границата на допустимата основна грешка е до 0,5%. Преобразувателите "SAPHIRE 22 Ex M DD" се произвеждат с тип взривозащита "искробезопасен" електрическа верига» с ниво на взривозащита „особено взривозащитен“. Може да работи в експлозивни зони на закрито и на открито. Принципът на работа на преобразувателите се основава на свойствата на материалите да променят електрическите си параметри (капацитет, съпротивление) при промяна на тяхната геометрия. Като чувствителен елемент в преобразувателите се използва слой от устройства за устойчивост на деформация, нанесен чрез вакуумна дифузия върху сапфирена плоча (така наречената SOS структура „силиций върху сапфир“), свързана с метална чиния. Когато налягането, упражнено върху плочата, се промени, съпротивлението на тензодатчиците, свързани към едно от рамената на изравнителния мост, се променя, което води до дисбаланс в мостовата верига. Така промяната в налягането или диференциалното налягане се преобразува в изходен токов сигнал от 4-20 mA Максимално допустимото работно свръхналягане е до 40 MPa.

Основни технически характеристики на сензорите за налягане Sapphire-22-DI-Ex, Metran-43 DI-Ex, Sapphire - 22-Ex-M-DD Име на устройството Параметри Sapphire 22 DI Ex Metran 43 DI Ex Sapphire 22 Ex M DD ± 0,5 ± 0,25 ± 0.5 от 0 до 2.5 50 до +80 50 до +70 50 до 550 Използван изходен сигнал, м. A 4 20 Захранващо напрежение, V 15 42 взрив. Срок на експлоатация, години 10 8 12 Цена, хиляди рубли. 13 8 17 Граница на допустимата грешка, % Граница на измерване, MPa Диапазон на измерваните температури, ºС Защита

Принцип на работа на ултразвуковите нивомери Ултразвуковите безконтактни нивомери извършват сондиране работна зонаултразвукови вълни, т.е. вълни под налягане с честота над 20 kHz. Те използват свойството на ултразвуковите вълни да се отразяват при преминаване на границата на две среди с различни физични свойства. Следователно чувствителният елемент на ултразвуковия нивомер се състои от излъчвател и приемник на вибрации, които като правило са структурно комбинирани и представляват кварцова плоча. При подаване към чинията AC напрежениевъзникват деформации на плочата, предаващи вибрации на въздушната среда. Напрежението се подава на импулси и след завършване на прехвърлянето плочата се превръща в приемник на отразени ултразвукови вибрации, предизвиквайки вибрации на плочата и в резултат на това появата на изходно напрежение (обратен пиезоелектричен ефект). Разстоянието до интерфейса между две среди се изчислява по формулата: H = V * t /2, където V е скоростта на ултразвуковите вълни в дадена среда, t е времето между началото на излъчването и пристигането на отразения сигнал, определен от електронния блок на нивомера.

Принцип на работа на ултразвуковите нивомери Като правило, най-често срещаният вариант е инсталирането на ултразвуков сензор в горната част на резервоара. В този случай сигналът преминава въздушна среда, отразена от границата с твърда (течна) среда. Нивомерът в този случай се нарича акустичен. Има и възможност за монтиране на сензора на дъното на контейнера. В този случай сигналът се отразява от границата с по-малко плътна среда. Скоростта на разпространение на ултразвука зависи от температурата около 0,18% на 1ºC. За да се елиминира това влияние, температурната компенсация се използва в уредите за нивомери с помощта на вграден температурен сензор. Работният обхват на ултразвуковите нивомери е до 25 м, при неизмерено ниво около 1 м. Температура на работна среда: 30. . +80(120) ºС, налягане – до 4 MPa. Ултразвуковите нивомери могат да постигнат грешка при измерване на нивото от 1%. Могат да се използват за агресивни среди и за среди с голямо разнообразие от физични свойства, с изключение на силно запарващи, силно пенливи течности и фини и порести гранулирани насипни продукти. В същото време те са значително по-евтини от микровълновите радарни нивомери. Ултразвуковите нивомери често се използват за измерване на потока в профилирани канали. Примери за често срещани ултразвукови нивомери са: ECHO-5, ECHO-AS 01, Prosonic M.

Микровълновите радарни нивомери са най-сложните и високотехнологични нивомерни устройства. За сондиране на работната зона и определяне на разстоянието до тестовия обект тук се използва електромагнитно излъчване от микровълновия диапазон. Понастоящем широко се използват два типа микровълнови нивомери: импулсни и FMCW (честотно модулирани непрекъснати вълни). При FMCW нивомерите има постоянно непрекъснато излъчване на линейно честотно модулиран сигнал и в същото време приемане на отразения сигнал с помощта на същата антена. В резултат на това изходът е смес от сигнали, които се анализират с помощта на специални математически и софтуерза изолиране и най-точно определяне на честотата на полезния ехо сигнал. За всеки момент разликата в честотите на предния и обратния сигнал е правопропорционална на разстоянието до контролирания обект. Импулсните микровълнови нивомери излъчват сигнал в импулсен режим, а отразеният сигнал се получава в интервалите между импулсите на оригиналното излъчване. Устройството изчислява времето за преминаване на предния и обратния сигнал и определя разстоянието до контролираната повърхност.

Микровълнови радарни нивомери Радарните нивомери са най-универсалното средство за измерване на нивото. Без директен контакт с контролираната среда те могат да се използват за агресивни, вискозни, хетерогенни течности и насипни материали. Те се отличават от ултразвуковите безконтактни нивомери с много по-ниската си чувствителност към температурата и налягането в работния резервоар, към техните промени, както и по-голямата устойчивост на такива явления като прах, изпарение от контролираната повърхност и разпенване. Радарните нивомери осигуряват висока точност (до +/ 1 mm), което позволява използването им в търговски измервателни системи. В същото време остава значителен ограничаващ фактор при използването на радарни нивомери висока ценатези устройства.

Принципът на действие на нивомерите на буталки Методът за определяне на нивото чрез плаващата сила, действаща върху буксьор, потопен в работния флуид, се използва от манометри на нивото на буталки. Потъващата шамандура е подложена на плаваща сила в съответствие със закона на Архимед, пропорционална на степента на потапяне и съответно на нивото на течността. Действието на тази сила се възприема от тензодатчик (нивомери тип Sapphire DU), или индуктивен преобразувател (UB EM), или демпфер, блокиращ дюзата (пневматични нивомери тип PIUP). Изместителните нивомери са предназначени за измерване на ниво в диапазона до 10 m при температури от -50. +120ºС (в диапазона от +60...120ºС при наличие на топлоотвеждаща тръба; при температури 120...400°С уредите работят като нивоиндикатори) и налягане до 20 MPa, осигуряващи точност от 0,25. 15%. Плътност на контролираната течност: 0, 4... 2 g/cm 3. Буткови нивомери често се използват за измерване на нивото на границата на две течности. Също така е възможно да се използват за определяне на плътността на работната среда на постоянно ниво.

Спецификации PIUP Символ на модификациите на преобразувателя Максимално допустимо работно свръхналягане, MPa Горна граница на измерване на плътност, m измервана течност, g/cm³ Температурен диапазон на измерваната среда, °C PIUP 11 10; 16 0,25 16,0 50 +100 0,5 1,2 или 1,0 2,0

Изместващ пневматичен нивопредавател PIUP Предназначение: устройството е предназначено за контрол на нивото на течността или нивото на разделителната способност на две несмесващи се течности в автоматични системи за управление на процеси с повишени изисквания за пожарна безопасност. Устройствата се използват в химическата, нефтената и газовата промишленост във връзка със записващи устройства и изпълнителни механизми, работещи от стандартен пневматичен сигнал от 20-100 kPa. Устройството включва: изместител с кабелно окачване, комплект резервни части, бутилка с амортизираща течност. За модели PIUP 13 и PIUP 15 - комплект монтажни части с топлоотвеждаща тръба.

Хидростатични нивомери Хидростатичните нивомери измерват налягането на колона течност и го преобразуват в стойност на нивото, тъй като хидростатичното налягане зависи от нивото и плътността на течността и не зависи от формата и обема на резервоара. Те са сензори за диференциално налягане. Средно налягане се подава към един от входовете, свързани към резервоара. Другият вход е свързан с атмосферата в случай на отворен контейнер без излишно налягане или свързан към зоната на свръхналягане в случай на затворен контейнер под налягане. Структурно хидростатичните сензори са два вида: мембранни и камбанови (потопяеми). В първия случай, резистивен или капацитивен сензордиректно свързан към мембраната и цялото устройство е разположено на дъното на контейнера, обикновено отстрани на фланеца, докато местоположението на SE (мембраната) съответства на минималното ниво. (Sapphire-DG, Metran 100 DG, 3051 L). В случай на датчик за звънец, чувствителният елемент е потопен в работната среда и предава налягането на флуида към сензора за устойчивост на деформация през въздушен стълб, запечатан в захранващата тръба.

Хидростатични нивомери Хидростатичните нивомери се използват за хомогенни течности в съдове без значително движение на работната среда. Позволяват измервания в диапазон до 250 kPa, което отговаря (за вода) на 25 и метра, с точност от 0,1% при свръхналягане до 10 MPa и температура на работната среда: - 40. . +120°С. Хидростатичните нивопредаватели могат да се използват за вискозни течности и пасти. Важно предимство на хидростатичните нивомери е тяхната висока точност при относителна евтиност и простота на конструкцията.

Интелигентни устройства Терминът "интелигентни" първични устройства е създаден за тези първични устройства, които съдържат микропроцесор вътре. Това обикновено добавя нова функционалност, която не присъства в подобни устройства без микропроцесор. Например, интелигентен сензор може да предостави по-точни показания чрез използване на числени изчисления, за да компенсира нелинейността на чувствителния елемент или температурната зависимост. Интелигентният сензор има способността да работи с голямо разнообразие от различни видове сензорни елементи, както и да комбинира едно или повече измервания в едно ново измерване (например обемен поток и температура в гравиметричен поток). И накрая, интелигентният сензор позволява настройка към различен диапазон на измерване или полуавтоматично калибриране, както и вътрешни функции за самодиагностика, което опростява поддръжката.

Контролери В момента пазарът за автоматизация предлага огромен брой различни програмируеми логически контролери. Те се произвеждат от много известни компанииучаства в разработването на инструменти за автоматизация. В момента PLC се произвежда от повече от 50 производители: Siemens, Allen Bradley, Octagon Systems, GE, Koyo, ABB, Advantech и др.

Контролери Контролерът (английски контролер, регулатор, контролно устройство) е електрическо устройство, с помощта на което в телемеханиката и системите за управление измерват токове, напрежения, температури и други физически параметри на обект, предават и получават данни по комуникационни канали, предават контролни действия към обекта, използване като локален автоматичен регулатор. В момента контролерите са устройства с доста малки размери, така че често се използва името микроконтролери. По правило контролерите са оборудвани с микропроцесорен хардуер, който ви позволява да програмирате контролера за решаване на даден набор от задачи, оттук и други имена: програмируеми контролери и програмируеми логически контролери, които обикновено се съкращават до PLC в руски описания и PLC на английски. Един модерен контролер може да има доста мощен процесор от клас Pentium, обикновено с ниска консумация на енергия. Контролерите могат да бъдат специализирани, предназначени за ефективно решаване на конкретна задача (например контролер за релейна защита) или универсални, които могат да решават различни задачи в съответствие с установен набор от блокове и софтуерни опции - например задачата за вземане на показания от измервателни уреди.

Контролери Контролер SIMATIC S 7 400 от SIEMENS Контролер SIMATIC S 7 300 от микроконтролер SIEMENS. Octagon Systems PC

Задвижващи механизми Задвижващият механизъм е серво задвижване, устройство, предназначено да задвижва регулиращо тяло (регулиращото тяло може да бъде направено под формата на клапан, клапа, клапан, шибър, кран, шибър, клапа и т.н.) при автоматично управление системи или дистанционно, както и като спомагателно задвижване на елементи от сервосистеми, кормилни устройства на транспортни средства и др.

Класификация на задвижващи механизми I. m. обикновено се състои от двигател, трансмисионни и управляващи елементи, както и елементи обратна връзка, аларми, блокиране, изключване. I. m. за регулиране на потока от течности и газове е клапан, клапан или шибър, задвижван от хидравлично, пневматично или електрическо задвижване. При пневматичните задвижващи механизми регулиращата сила се създава от действието на сгъстен въздух върху мембрана, бутало или маншон. В съответствие с това механичните помпи са структурно разделени на мембранни бутални силфони

Класификация на задвижващите механизми При хидравличните задвижващи механизми регулиращата сила се създава от действието на налягането на флуида върху мембрана, бутало или перка. В съответствие с това механичните помпи са структурно разделени на мембранни бутални лопатки

Класификация на изпълнителните механизми Отделен подклас хидравлични двигатели се състои от хидравлични двигатели с течни съединители. Мембранните и буталните пневматични и хидравлични имобилайзери се подразделят на безпружинни имобилайзери , В пружинните имобилайзери регулиращите сили в една посока се създават от налягането в работната кухина на имобилайзера, а в обратна посока - еластични слоеве на компресирана пружина. При безпружинните имобилайзери работното налягане върху буталото или мембраната действа от двете страни на буталото или мембраната. Електрическите двигатели се характеризират с: а) разнообразие от видове електродвигатели; б) лекота на хранене в индустриални условия; в) лекота на получаване на високи скорости.

Класификация на задвижващите механизми Въз основа на принципа на работа електрическите двигатели се разделят на електрически двигатели електромагнитни и въз основа на естеството на движението на изходния орган те се разделят на линейни (транслационно движение) ротационни (ротационно движение) ротационни, на свой ред , разделени на еднооборотни многооборотни

Протокол HART Обменът на данни между системата за управление и интелигентните първични сензори се осъществява лесно с помощта на стандартния комуникационен протокол HART® (Highway Addressable Remote Transducer). Протоколът HART използва принципа на честотната модулация за обмен на данни със скорост от 1200 бода. За да предаде логическа "1", HART използва такава пълен периодчестота 1200 Hz, и да предава логическа „0” два непълни периода от 2200 Hz. Компонентът HART се наслагва върху токовата верига 4-20 mA. Тъй като средната стойност на синусоидата за периода е "0", сигналът HART не влияе на аналоговия сигнал 4-20 mA. Протоколът HART е изграден върху принципът „главен-подчинен“, т.е. Полевото устройство отговаря на системната заявка. Протоколът позволява две устройства за управление (система за управление и комуникатор).

Архитектура HART Протоколът HART може да се използва в два режима на свързване. Едната е връзка от точка до точка и се използва в системи с един подчинен и максимум два главни. Главното устройство може да бъде комуникационно устройство на място или програмируем логически контролер. Като вторичен – HART терминал или всяко друго устройство с HART модем. Информацията може да се прехвърля и в двете посоки, като преносът на аналогова информация по същия канал не се прекъсва. Вторият тип връзка – „bus“ – включва свързване на до 15 подчинени устройства със същите две главни устройства. В този случай се обменят само данни в цифров вид. Освен това в схемата на контролера е предвиден допълнителен източник на ток, осигуряващ 4 mA за всеки консуматор.

Команди на HART протокол Командите на протокола са разделени на три основни групи: Универсални – основни команди, поддържани от подчинени устройства. Използва се за четене на стандартни параметри, общи за всички устройства, като тип на устройството, обхват на измерване, текуща стойност и др. Стандартни – команди, използвани в почти всички HART устройства. Конфигурирайте работата на устройствата. Например стандарт за писане/четене и параметри на инструмента. Специфични – команди за задаване на конкретни, индивидуални параметри на устройство, например калибриране на ултразвуков сензор или четене на основни данни на устройството.

HART команди 1. Универсални ¢ Четене на производителя и типа на устройството ¢ Четене на главна променлива (MV), единици ¢ Четене на текуща стойност и процент от обхвата ¢ Четене на до четири предварително дефинирани променливи ¢ Четене/запис на 8-знаков идентификатор и 16-символно описание ¢ Четене/запис Съобщение от 32 знака ¢ Прочетете обхвата на стойността на устройството, единици. измервания и време за вземане на проби ¢ Прочетете серийния номер на сензора и ограниченията ¢ Прочетете/запишете най-новия код на устройството ¢ Напишете адреса на заявката

HART команди 2. Стандарт ¢ ¢ ¢ ¢ Прочетете извадка от до четири динамични променливи Запишете примерна времева константа Запишете обхвата на устройството Калибрирайте (задайте нула, диапазон) Задайте константа на изходния ток Извършете самотест Извършете рестарт Задайте GPU на нула Запишете GPU единици Задайте нулевата стойност на DAC и коеф. усилване Функция за преобразуване на запис (квадратен корен и т.н.) Запис на сериен номер на сензор Четене/запис на настройки на динамична променлива

Ethernet мрежова технология Мрежовата технология е координиран набор от стандартни протоколи и хардуер, който ги изпълнява (например мрежови адаптери, драйвери, кабели и конектори), достатъчен за изграждане на компютърна мрежа. Понякога мрежовите технологии се наричат ​​основни технологии, което означава, че основата на всяка мрежа е изградена на тяхна основа. Стандартът Ethernet е приет през 1980 г. Броят на мрежите, изградени на базата на тази технология, в момента се оценява на 5 милиона, а броят на компютрите, работещи в такива мрежи, е 50 милиона. Основният принцип, залегнал в основата на Ethernet, е произволен метод за достъп до споделена среда за предаване на данни.

HART команди 3. Специфични за устройството команди ¢ ¢ ¢ Четене/запис Ниво на настройка Старт, Стоп или Главно нулиране Четене/запис Калибриране Коефициент на точност Четене/запис Материали и информация за конструкцията Калибриране на сензора Разрешаване на PID Задаване на PID зададена точка Характеристика на заданието на клапана Граници на движението на клапана Потребителски единици Локални Показване на информация

Предимства на Ethernet ¢ ¢ ¢ Основното предимство на Ethernet мрежите, което ги направи толкова популярни, е тяхната рентабилност. В допълнение, Ethernet мрежите прилагат доста прости алгоритми за достъп до средата, адресиране и предаване на данни. Простотата на логиката на работа на мрежата води до опростяване и съответно по-евтини мрежови адаптери и техните драйвери. По същата причина Ethernet мрежовите адаптери са много надеждни. И накрая, друго забележително свойство на Ethernet мрежите е тяхната добра разширяемост, тоест лесното свързване на нови възли.

Средствата за автоматизация са технически средства, предназначени да подпомагат държавни служители при решаването на информационни и изчислителни проблеми. Използването на средства за автоматизация повишава ефективността на управлението, намалява разходите за труд на държавните служители и повишава валидността на взетите решения. Инструментите за автоматизация включват следните групи инструменти (фиг. 3.4):

електронни компютри (компютри);

интерфейсни и обменни устройства (USD);

Устройства за събиране и въвеждане на информация;

устройства за показване на информация;

устройства за документиране и запис на информация;

автоматизирани работни станции;

софтуерни средства;

софтуерни средства;

средства за информационна поддръжка;

средства за езикова подкрепа.


Електронни компютрикласифициран:

а) по предназначение– общо предназначение (универсално), проблемно ориентирано, специализирано;

б) по размер и функционалност - суперкомпютри, големи компютри, малки компютри, микрокомпютри.

Суперкомпютрите предоставят решения на сложни военно-технически проблеми и

задачи за обработка на големи обеми данни в реално време.

Големите и малките компютри осигуряват управление на сложни обекти и системи. Микрокомпютрите са предназначени за решаване на информационни и изчислителни проблеми в интерес на конкретни служители. Понастоящем класът микрокомпютри, базиран на персонални компютри (PC), е широко развит.

От своя страна персоналните компютри се делят на стационарни и преносими. Стационарните компютри включват: настолни, преносими, бележници, джобни. Всички компоненти на настолните компютри са направени под формата на отделни блокове. Преносимите компютри тип “Lop Top” се изработват под формата на малки куфарчета с тегло 5 – 10 килограма. Компютърен преносим компютър от типа ″Note book″ или ″Sub Notebook″ има размер от малка книжкаи характеристиките му отговарят на настолни компютри. Джобните компютри от типа "Palm Top" имат размер на тетрадка и ви позволяват да записвате и редактирате малки количества информация. Преносимите компютри включват електронни

секретарки и електронни бележници.

Сдвояване и споделяне на устройстваса проектирани да съгласуват параметрите на сигналите на вътрешния компютърен интерфейс с параметрите на сигналите, предавани по комуникационните канали. Освен това тези устройства извършват както физическо съпоставяне (форма, амплитуда, продължителност на сигнала), така и кодово съпоставяне. Интерфейсните и обменните устройства включват: адаптери (мрежови адаптери), модеми, мултиплексори. Адаптерите и модемите осигуряват координация на компютрите с комуникационни канали, а мултиплексорите осигуряват координация и комутация на един компютър и няколко комуникационни канала.

Устройства за събиране и въвеждане на информация. Събирането на информация с цел последващата й обработка на компютър се извършва от служители на контролни органи и специални информационни сензори в системите за управление на оръжията. Следните устройства се използват за въвеждане на информация в компютър: клавиатури, манипулатори, скенери, графични таблети и устройства за говорно въвеждане.

Клавиатурата е матрица от клавиши, комбинирани в едно цяло, и електронно устройство за преобразуване на натисканията на клавиши в двоичен код.

Манипулаторите (посочващи устройства, устройства за управление на курсора) заедно с клавиатурата увеличават потребителското изживяване. Повишената използваемост се дължи главно на възможността за бързо преместване на курсора през екрана на дисплея. В момента в персоналните компютри се използват следните видове манипулатори: джойстик (лост, монтиран на кутията), светлинна писалка (използва се за формиране на изображения на екрана), манипулатор тип мишка, скенер - за въвеждане на изображения в Компютър, графични таблети - за формиране и въвеждане на изображения в компютър, средства за говорно въвеждане.

Устройства за показване на информацияпоказване на информация без дълготрайна фиксация. Те включват: дисплеи, графични платки, видео монитори. Дисплеите и видеомониторите се използват за показване на информация, въведена от клавиатурата или други устройства за въвеждане, както и за предоставяне на съобщения на потребителя и резултатите от изпълнението на програмата. Графичните дисплеи осигуряват визуално изобразяване на текстова информация под формата на пълзяща линия.

Устройства за запис на документация и информацияса предназначени за показване на информация на хартиен или друг носител с цел осигуряване на дългосрочно съхранение. Класът на тези устройства включва: печатащи устройства, външни устройства за съхранение (ESD).

Печатащите устройства или принтери са проектирани да извеждат буквено-цифрова (текст) и графична информация върху хартия или подобен носител. Най-разпространени са матричните, мастиленоструйните и лазерните принтери.

Съвременният компютър съдържа най-малко две устройства за съхранение: флопи магнитно дисково устройство (FMD) и твърдо магнитно дисково устройство (HDD). Въпреки това, в случаите на обработка на големи обеми информация, горните устройства не могат да осигурят записването и съхранението им. За записване и съхраняване на големи количества информация се използват допълнителни устройства за съхранение: магнитни дискове и лентови устройства, оптични устройства (ODD), DVD устройства. GCD тип устройства осигуряват висока плътностзаписи, повишена надеждност и дълготрайност на съхранението на информация.

Автоматизирани работни станции(AWS) са работни места на държавни служители, оборудвани с комуникационна и автоматизирана техника. Основното средство за автоматизация като част от автоматизираното работно място е компютърът.

Математически инструментие набор от методи, модели и алгоритми, необходими за решаване на информационни и изчислителни проблеми.

Софтуерни инструментие колекция от програми, данни и програмни документинеобходими за осигуряване на функционирането на самия компютър и решаване на информационни и изчислителни проблеми.

Инструменти за информационна поддръжка –Това е набор от информация, необходима за решаване на информационни и изчислителни проблеми. Информационното осигуряване включва реални масиви от информация, система за класифициране и кодиране на информацията и система за унифициране на документи.

Инструменти за езикова поддръжка –съвкупност от средства и методи за представяне на информация, които позволяват нейната обработка на компютър. Основата на езиковата поддръжка са езиците за програмиране.

Автоматиката е клон на науката и технологиите, обхващащ теорията и принципите на конструиране
системи за управление на технически обекти и процеси, работещи без пряко човешко участие.
Технически обект (машина, двигател, самолет, производствена линия, автоматизирана секция, работилница и т.н.), изискващи автоматично или автоматизирано
управление, се нарича обект на управление (CO) или технически обектуправление
(ТУ).
Комбинацията от операционен усилвател и устройство за автоматично управление се нарича система
автоматично управление(ACS) или автоматизирана система за управление (ACS).
По-долу са най-често използваните термини и техните определения:
елемент - най-простият компонент на устройства, инструменти и други средства, в който
се извършва едно преобразуване на произволно количество; (по-късно ще дадем повече
точна дефиниция)
монтаж - част от устройство, състоящо се от няколко по-прости елемента (части);
конвертор - устройство, което преобразува един вид сигнал в друг по форма или вид
енергия;
устройство - съвкупност от определен брой елементи, свързани помежду си
подходящо, служещи за обработка на информация;
устройство - общо наименование за широк клас устройства, предназначени за измервания,
производствен контрол, калкулации, счетоводство, продажби и др.;
блок - част от устройството, която е колекция от функционално комбинирани
елементи.

Всяка система за управление трябва да изпълнява следните функции:
събиране на информация за текущото състояние на технологичен обект
управление (ОУ);
определяне на критерии за качество на работа на ОС;
находка оптимален режимфункциониране на операционния усилвател и оптимално
контролни действия, осигуряващи екстремума на критериите
качество;
прилагане на намерения оптимален режим на операционния усилвател.
Тези функции могат да се изпълняват от персонал по поддръжката или от TCA.
Има четири вида системи за управление (CS):
информационни;
автоматично управление;
централизиран контрол и регулиране;
автоматизирани системи за контрол на процесите.

В самоходните оръдия всички функции се изпълняват автоматично
използвайки подходящи технически
финансови средства.
Функциите на оператора включват:
- техническа диагностика на състоянието на самоходните оръдия и
възстановяване на повредени системни елементи;
- коригиране на регулаторни закони;
- смяна на задачата;
- преминаване към ръчно управление;
- поддръжка на оборудването.

OPU - операторски контролен център;
D - сензор;
NP - нормализиращ преобразувател;
KP - кодиране и декодиране
конвертори;
CR - централни регулатори;
MP - многоканален инструмент
регистрация (печат);
C - алармено устройство
предавариен режим;
MPP - многоканално показване
устройства (дисплеи);
MS - мнемосхема;
IM - изпълнителен механизъм;
RO - регулаторен орган;
К – контролер.

Автоматизирани системи за управление на процесите
процеси (ACSTP) е машинна система, в която TSA
получаване на информация за състоянието на обектите,
изчисляване на критерии за качество, намиране на оптимални настройки
управление.
Функциите на оператора се свеждат до анализиране на получената информация и
изпълнение с помощта на локални автоматизирани системи за управление или дистанционно
Управление на РО.
Разграничават се следните видове системи за контрол на процеси:
- централизирана автоматизирана система за управление на процесите (всички функции за обработка на информация и
управлението се извършва от един компютър;
- надзорна автоматизирана система за управление (има изградени редица локални автоматизирани системи за управление
TCA база данни за индивидуална употреба и централна
компютър, който има информационна линия за комуникация с
локални системи);
- разпределена система за управление на процеси - характеризира се с разделяне на функциите
контрол на обработката на информация и управление между няколко
географски разпределени обекти и компютри.

Типичните инструменти за автоматизация могат
бъда:
-технически;
-хардуер;
- софтуер и хардуер;
- за цялата система.

РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ НА TAS ПО НИВА НА ЙЕРАРХИЯТА НА ACS
Информационни и контролни изчислителни системи (IUCC)
Централизирани системи за управление на информацията (CIUS)
Местни информационни системи за управление (LIUS)
Уреди за регулиране и контрол (RU и CU)
Втори
конвертор (VP)
Първичен конвертор (PC)
Чувствителен елемент (SE)
Изпълнителен директор
механизъм (IM)
работник
орган (Рума)
OU

ИУВК: LAN, сървъри, ERP, MES системи. Тук се реализират всички цели на автоматизираните системи за управление,
калкулират се себестойността на продукцията и производствените разходи.
CIUS: индустриални компютри, контролни панели, управление
комплекси, системи за защита и сигнализация.
LIUS: индустриални контролери, интелигентни контролери.
РУ и блок за управление: микроконтролери, регулатори, регулиране и сигнализация
устройства.
VP: показване, записване (волтметри, амперметри,
потенциометри, мостове), интегриращи броячи.
IM: двигател, скоростна кутия, електромагнити, електромагнитни съединители и др.
SE: сензори за термични технологични параметри, движение, скорост,
ускорение.
RO: механично устройство, което променя количеството на веществото или
енергия, подадена към операционния усилвател и носеща информация за управлението
влияние. RO може да бъде клапани, амортисьори, нагреватели, порти,
клапи, клапи.
OU: механизъм, единица, процес.

Техническото оборудване за автоматизация (TAA) включва:
сензори;
задвижващи механизми;
регулаторни органи (RO);
комуникационни линии;
вторични инструменти (показващи и записващи);
аналогови и цифрови управляващи устройства;
блокове за програмиране;
логически командни контролни устройства;
модули за събиране и първична обработка на данни и мониторинг на състоянието
обект на технологичен контрол (ТОУ);
модули за галванична изолация и нормализиране на сигнала;
Преобразуватели на сигнали от една форма в друга;
модули за представяне на данни, индикация, запис и генериране на сигнали
управление;
буферни устройства за съхранение;
програмируеми таймери;
специализирани изчислителни устройства, устройства за предварителна обработка
подготовка.

Инструментите за автоматизация на софтуера и хардуера включват:
аналогово-цифрови и цифрово-аналогови преобразуватели;
контролни средства;
многоконтурни, аналогови и аналогово-цифрови управляващи блокове;
Устройства за програмно логическо управление с множество връзки;
програмируеми микроконтролери;
локални мрежи.
Средствата за автоматизация на цялата система включват:
интерфейсни устройства и комуникационни адаптери;
блокове споделена памет;
магистрали (автобуси);
Уреди за обща системна диагностика;
Процесори с директен достъп за съхраняване на информация;
операторски конзоли.

В автоматичните системи за управление като
сигналите обикновено се използват електрически и
механични величини (например постоянен ток,
напрежение, налягане на сгъстен газ или течност,
сила и т.н.), тъй като те го правят лесно
извършват трансформация, сравнение, прехвърляне към
разстояние и съхранение на информация. В някои случаи
сигналите възникват директно в резултат
процеси, протичащи по време на управление (промени
ток, напрежение, температура, налягане, наличност
механични движения и др.), в други случаи
те се произвеждат от чувствителни елементи
или сензори.

Елемент на автоматизация се нарича най-простият структурно завършен в
функционално, клетка (устройство, верига), която изпълнява определена
независима функция на преобразуване на сигнала (информация) в системите
автоматично управление:
трансформация на контролираната величина в сигнал, функционално свързан с
информация за това количество (чувствителни елементи, сензори);
преобразуване на сигнал от един вид енергия в сигнал от друг вид енергия: електрическа
към неелектрически, неелектрически към електрически, неелектрически към неелектрически
(електромеханични, термоелектрически, електропневматични, фотоелектрически и
други конвертори);
преобразуване на сигнала въз основа на енергийната стойност (усилватели);
преобразуване на сигнала по тип, т.е. непрекъснато към дискретно или обратно
(аналогово-цифрови, цифрово-аналогови и други преобразуватели);
преобразуване на сигнала според неговата форма, т.е. DC сигнал към сигнал променлив ток
и обратно (модулатори, демодулатори);
функционално преобразуване на сигнала (елементи за броене и вземане на решения, функционални
елементи);
сравнение на сигнали и създаване на команден контролен сигнал (елементи за сравнение,
нулеви органи);
извършване на логически операции със сигнали (логически елементи);
разпределение на сигнали по различни вериги (разпределители, превключватели);
съхранение на сигнали (елементи на паметта, устройства);
използване на сигнали за въздействие върху контролирания процес (изпълнител
елементи).

Комплекси от различни технически устройства и елементи, включени в системата
управление и свързани чрез електрически, механични и други връзки, към
чертежите са изобразени под формата на различни диаграми:
електрически, хидравлични, пневматични и кинематични.
Диаграмата служи за получаване на концентрирана и доста пълна представа за
състав и връзки на всяко устройство или система.
Съгласно Единната система за проектна документация (ESKD) и GOST 2.701 електрически
диаграмите са разделени на структурни, функционални, схематични (пълни), диаграми
връзки (инсталация), връзки, общи, локационни и комбинирани.
Блоковата схема служи за определяне на функционалните части, тяхното предназначение и
отношения.
Функционалната схема има за цел да определи характера на протичащите процеси
в отделни функционални вериги или инсталацията като цяло.
Схематична диаграма, показваща пълния състав на елементите на инсталацията като цяло и всички
връзките между тях, дава основна представа за принципите на действие на съотв
инсталации.
Електрическата схема илюстрира свързването на компонентите на инсталацията, използвайки
жици, кабели, тръбопроводи.
Схемата на свързване показва външните връзки на инсталацията или продукта.
Общата схема служи за определяне на компонентите на комплекса и начина на свързването им
на мястото на операцията.
Комбинираната схема включва няколко схеми от различен тип с цел по-голяма прегледност
разкриване на съдържанието и връзките на инсталационните елементи.

Нека означим с y(t) функцията, която описва промяната във времето на регулируемото
количества, т.е. y(t) е контролирана величина.
Нека с g(t) означим функцията, характеризираща търсения закон на неговото изменение.
Величината g(t) ще се нарича еталонно влияние.
Тогава основната задача на автоматичното регулиране се свежда до осигуряване на равенство
y(t)=g(t). Контролираната стойност y(t) се измерва с помощта на сензор D и се изпраща на
елемент на сравнение (ES).
Същият елемент за сравнение получава еталонно влияние g(t) от еталонния сензор (DS).
В ES, количествата g(t) и y(t) се сравняват, т.е. y (t) се изважда от g(t). На изхода на ES
генерира се сигнал, равен на отклонението на контролираната величина от зададената стойност, т.е. грешка
∆ = g(t) – y(t). Този сигнал се подава към усилвателя (U) и след това към изпълнителния блок
елемент (ИЕ), който оказва регулиращо въздействие върху обекта на регулиране
(ИЛИ). Този ефект ще се промени, докато контролираната променлива y (t)
ще бъде равно на дадения g(t).
Обектът на регулиране постоянно се влияе от различни смущаващи влияния:
натоварване на обекта, външни фактори и др.
Тези смущаващи влияния са склонни да променят стойността y(t).
Но ACS постоянно определя отклонението на y(t) от g(t) и генерира контролен сигнал,
стремейки се да намалят това отклонение до нула.

Според изпълняваните функции основните елементи
системите за автоматизация са разделени на сензори, усилватели, стабилизатори,
релета, разпределители, двигатели и други компоненти (генератори
импулси, логически елементи, токоизправители и др.).
По вида на физичните процеси, използвани в основата
устройства, елементите за автоматизация са разделени на електрически,
феромагнитна, електротермична, електрическа машина,
радиоактивни, електронни, йонни и др.

Сензор (измервателен преобразувател, чувствителен елемент) -
устройство, предназначено да позволява получаване на информация
към неговия вход под формата на някаква физическа величина, функционално
преобразувайте в друга физическа величина на изхода, по-удобно
да повлияе на следващите елементи (блокове).

Усилвател - елемент на автоматизация, който извършва
количествена трансформация (най-често усилване)
физическо количество, пристигащо на неговия вход (ток,
мощност, напрежение, налягане и др.).

Стабилизатор - елемент на автоматизация, който осигурява последователност
изходно количество y, когато входното количество x варира в определени
граници.
Релето е елемент за автоматизация, в който при достигане на входната стойност,
x на определена стойност, изходната стойност y се променя рязко.

Разпределител (стъпков търсач) - елемент
автоматизация, която изпълнява алтернативни връзки
с еднакъв размер към няколко вериги.
Актуатори - електромагнити с прибиращ се
и ротационни котви, електромагнитни съединители, както и
електродвигатели, свързани с електромеханичните
изпълнителни елементи на автоматични устройства.
Електрическият двигател е устройство, което осигурява
трансформация електрическа енергияв механични и
преодоляване на значителни механични
съпротивление от движещи се устройства.

ОБЩА ХАРАКТЕРИСТИКА НА ЕЛЕМЕНТИТЕ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ
Основни понятия и определения
Всеки от елементите се характеризира с някои свойства, които
определени от съответните характеристики. Някои от тях
характеристиките са общи за повечето елементи.
У дома обща характеристикаелементи е коеф
преобразуване (или коефициент на предаване, който е
съотношението на изходната стойност на елемента y към входната стойност x, или
съотношението на приращението на изходната стойност ∆у или dy към приращението
входна стойност ∆х или dx.
В първия случай K=y/x се нарича статичен коефициент
трансформация, а във втория случай K" = ∆у/∆х≈ dy/dx за ∆х →0 -
динамичен коефициент на преобразуване.
Връзката между стойностите на x и y се определя от функционала
пристрастяване; стойностите на коефициентите K и K" зависят от формата
характеристики на елемента или вида на функцията y = f (x), както и върху факта, че когато
какви стойности на количествата се изчисляват K и K". В повечето случаи
изходната стойност се променя пропорционално на входа и
коефициентите на преобразуване са равни помежду си, т.е. K = K" = const.

Количество, представляващо съотношението на относителния прираст
изходна стойност ∆у/у спрямо относителното нарастване на входната стойност
∆x/x се нарича относителен коефициент на преобразуване η∆.
Например, ако промяна от 2% във входящото количество причини промяна
изходна стойност при
3%, тогава относителният коефициент на преобразуване η∆ = 1,5.
Във връзка с различни елементи на автоматизацията, коефициентите
трансформациите K", K, η∆ и η имат определен физически смисъл и свои собствени
Име. Например, по отношение на датчик, коеф
трансформацията се нарича чувствителност (статична, динамична,
роднина); желателно е да е възможно най-голям. За
усилватели, коефициентът на преобразуване обикновено се нарича коефициент
усилване; желателно е да е възможно най-голям. За
повечето усилватели (включително електрически) стойности x и y
са хомогенни и следователно печалбата представлява
е безразмерна величина.

Когато елементите работят, изходната стойност y може да се отклонява от изискваната
стойности поради промени във вътрешните им свойства (износване, стареене на материали и
и т.н.) или поради промени във външни фактори (флуктуации на захранващото напрежение,
температура на околната среда и др.), докато характеристиките се променят
елемент (крива у" на фиг. 2.1). Това отклонение се нарича грешка, която
могат да бъдат абсолютни и относителни.
Абсолютна грешка (грешка) е разликата между получените
стойността на изходната величина y" и нейната изчислена (желана) стойност ∆у = y" - y.
Относителната грешка е отношението на абсолютната грешка ∆у към
номиналната (изчислената) стойност на изходната величина y. В проценти
относителната грешка се определя като γ = ∆ y 100/y.
В зависимост от причините, предизвикващи отклонението, има температура,
честота, ток и други грешки.
Понякога те използват дадената грешка, което означава
отношението на абсолютната грешка към най-голямата стойност на изходната величина.
Процент на дадена грешка
γpriv = ∆y 100/уmax
Ако абсолютната грешка е постоянна, тогава намалената грешка също е
е постоянен.
Грешката, причинена от промени в характеристиките на елемента с течение на времето,
наречена нестабилност на елемента.

Прагът на чувствителност е минималният
количеството на входа на елемент, което причинява промяна
изходна стойност (т.е. надеждно открита чрез
на този сензор). Поява на прага на чувствителност
причиняват както външни, така и вътрешни фактори(триене,
обратна реакция, хистерезис, вътрешен шум, смущения и др.).
При наличие на релейни свойства, характеристиката на елемента
може да стане обратимо. В този случай тя
също има праг и зона на чувствителност
нечувствителност.

Динамичен режим на работа на елементите.
Динамичният режим е процес на преход на елементи и системи от едно
стационарно състояние към друго, т.е. такова условие за тяхната работа, когато входната величина x, и
следователно изходната стойност y се променя с времето. Процесът на промяна на стойностите на x и y
започва от определено прагово време t = tп и може да протича по инерция и
безинерционни режими.
При наличие на инерция има забавяне в промяната на y спрямо промяната
Х. След това, с рязка промяна на входната стойност от 0 до x0, изходната стойност y достига
стационарно състояние Не веднага, а след период от време, през който
преходен процес. В този случай преходният процес може да бъде апериодичен (неосцилаторен) затихващ или осцилаторно затихващ Време tst (време на установяване), по време
при което изходното количество y достига стабилна стойност зависи от инерцията
елемент, характеризиращ се с времева константа T.
В най-простия случай стойността на y се определя според експоненциалния закон:
където T е времеконстантата на елемента, в зависимост от параметрите, свързани с неговата инерция.
Установяването на изходната стойност y отнема повече време, толкова по-дълго повече стойност T. Времето за установяване tyct се избира в зависимост от необходимата точност на измерване на сензора и е
обикновено (3... 5) T, което дава грешка в динамичен режимне повече от 5... 1%. Степен на приближение ∆у
обикновено се определя и в повечето случаи варира от 1 до 10% от стойността в стационарно състояние.
Разликата между стойностите на изходното количество в динамичен и статичен режим се нарича динамична грешка. Желателно е да е възможно най-малък. В електромеханичните и електрическите машинни елементи инерцията се определя главно от механиката
инерция на движещи се и въртящи се части. Инерция в електрическите елементи
определени от електромагнитна инерция или други подобни фактори. Инерция
може да е причина за разстройството стабилна работаелемент или система като цяло.

Технически средства за автоматизация

инструменти, устройства и технически системи, предназначени за автоматизация на производството (виж Автоматизация на производството). Т.с. А. осигуряват автоматично получаване, предаване, трансформиране, сравняване и използване на информация с цел наблюдение и управление на производствени процеси. В СССР системен подход към изграждането и използването на технически системи. А. (тяхното групиране и обединяване по функционални, информационни и дизайнерско-технологични характеристики) направи възможно обединяването на всички технически системи. А. в рамките на Държавната система за промишлени инструменти и средства за автоматизация - GSP.


Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво е „техническо оборудване за автоматизация“ в други речници:

    ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА (АВТОМАТИЗАЦИЯ)- 13. ТЕХНИЧЕСКО ОБОРУДВАНЕ (АВТОМАТИКА) средства за автоматизация, които не се използват софтуер. Източник: RB 004 98: Изисквания за сертифициране на системи за управление, важни за безопасността на атомни електроцентрали...

    технически средства за автоматизация- инструменти, устройства и технически системи за автоматизирано производство, осигуряващи автоматично получаване, предаване, преобразуване, сравнение и информация с цел наблюдение и управление на производството... ... Енциклопедичен речник по металургия

    Оборудване за автоматизация на I&C, техническа поддръжка на I&C- 7 Технически средства за автоматизация на ИУ системи, техническа поддръжка I&C Комплектът от всички I&C компоненти, с изключение на хората (GOST 34.003 90). Съвкупността от всички технически средства, използвани при работата на системите за контрол и управление (GOST 34.003 90) Източник ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    СОФТУЕРНИ И ХАРДУЕРНИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ- 7. СОФТУЕРНИ И ХАРДУЕРНИ СРЕДСТВА ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ набор от софтуерни и хардуерни средства за автоматизация, предназначени за създаване на управляващи софтуерни и хардуерни системи. Източник: RB 004 98: Изисквания за сертифициране на мениджъри... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    Технически средства- 3.2 Технически средства на системи за автоматизация, набор от технически средства (CTS) набор от устройства (продукти), които осигуряват получаване, въвеждане, подготовка, преобразуване, обработка, съхранение, регистрация, извеждане, показване, използване и... .. . Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    Средства за технически системи за автоматизация- 4.8 Източник: RM 4 239 91: Системи за автоматизация. Речник справочник по термини. Ръководство за SNiP 3.05.07 85 ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    Технически средства за автоматизирани системи за управление на процесите- Автоматизирани системи за управление на процеси, включително продукти на държавната система за промишлени инструменти и оборудване за автоматизация (GSP), агрегатни измервателни уреди (AS IMS), компютърно оборудване (SVT) Източник: RD 34.35.414 91: Правила на организацията ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    СИСТЕМИ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКО ОБОРУДВАНЕ- 4.8. ТЕХНИЧЕСКИ СРЕДСТВА НА СИСТЕМИ ЗА АВТОМАТИЗАЦИЯ Хардуерен хардуер Набор от инструменти, които осигуряват функционирането на автоматизирани системи от различни видове и нива: устройства, функционални блокове, регулатори, изпълнителни механизми, агрегатни комплекси,... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    GOST 13033-84: GSP. Електрически аналогови инструменти и средства за автоматизация. Общи технически условия- Терминология GOST 13033 84: GSP. Електрически аналогови инструменти и средства за автоматизация. Общи технически условия оригинален документ: 2.10. Изисквания към мощността 2.10.1. Продуктите трябва да се захранват от един от следните източници: ... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

    Технически- 19. Технически инструкции за производствената технология на строителството и монтажни работипри електрификацията на железниците (захранващи устройства). М.: Оргтрансстрой, 1966. Източник: VSN 13 77: Инструкции за инсталиране на контактни мрежи на промишлени ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

Книги

  • Технически средства за автоматизация и управление Учебник, Колосов О., Есюткин А., Прокофиев Н. (ред.). Учебникът в различна степен (без да претендира за обхващане на „необятното”) засилва и допълва изложените материали в съответствие с работните програми на комплекс от дисциплини от професионалния цикъл...
  • Технически средства за автоматизация. Учебник за академична степен бакалавър, Рачков М.Ю. В учебника се разглеждат класификацията на техническите средства за автоматизация, методите за избор на технически средства по вид производство, както и системите за управление на оборудването. Предоставено е описание...

Средствата за генериране и първична обработка на информация включват клавиатурни устройства за нанасяне на данни върху карти, ленти или други носители на информация чрез механични (пробиващи) или магнитни методи; натрупаната информация се предава за последваща обработка или възпроизвеждане. Клавиатурни устройства, щанцоващи или магнитни блокове и предаватели се използват за създаване на производствени записващи устройства за локални и системни цели, които генерират първична информация в цехове, складове и други места на производство.

Сензорите (първични преобразуватели) се използват за автоматично извличане на информация. Те са много разнообразни по принцип на работа устройства, които усещат промените в контролираните параметри на технологичните процеси. Съвременната технология за измерване може директно да оцени повече от 300 различни физични, химични и други величини, но това изисква автоматизация в редица нови области човешка дейностпонякога не е достатъчно. Икономически целесъобразно разширяване на обхвата на сензорите в GPS се постига чрез унифициране на чувствителните елементи. Чувствителни елементи, които реагират на натиск, сила, тегло, скорост, ускорение, звук, светлина, топлинно и радиоактивно излъчване, се използват в сензори за контрол на натоварването на оборудването и неговите режими на работа, качеството на обработка, отчитане на освобождаването на продуктите, следене на движението им по конвейери, запаси и разход на материали, детайли, инструменти и др. Изходните сигнали на всички тези сензори се преобразуват в стандартни електрически или пневматични сигнали, които се предават от други устройства.

Устройствата за предаване на информация включват преобразуватели на сигнали във форми на енергия, удобни за излъчване, телемеханично оборудване за предаване на сигнали по комуникационни канали на дълги разстояния, превключватели за разпространение на сигнали до места, където се обработва или представя информация. Тези устройства свързват всички периферни източници на информация (клавиатурни устройства, сензори) с централната част на системата за управление. Целта им е да използват ефективно комуникационните канали, да елиминират изкривяването на сигнала и влиянието на възможни смущения по време на предаване по кабелни и безжични линии.

Устройствата за логическа и математическа обработка на информация включват функционални преобразуватели, които променят естеството, формата или комбинацията от информационни сигнали, както и устройства за обработка на информация по зададени алгоритми (включително компютри) с цел прилагане на закони и режими на управление (регулиране).

Компютрите за комуникация с други части на системата за управление са оборудвани с устройства за въвеждане и извеждане на информация, както и устройства за съхранение за временно съхранение на изходни данни, междинни и крайни резултатиизчисления и др. (вижте Въвеждане на данни. Извеждане на данни, Устройство за съхранение).

Устройствата за представяне на информация показват на човека оператор състоянието на производствените процеси и записват най-важните му параметри. Такива устройства са сигнални табла, мнемонични диаграми с визуални символи върху табла или контролни панели, вторична стрелка и цифрови уреди за показване и запис, електроннолъчеви тръби, азбучни и цифрови пишещи машини.

Устройствата за генериране на управляващи въздействия преобразуват слабите информационни сигнали в по-мощни енергийни импулси с необходимата форма, необходими за задействане на защитните, регулиращи или управляващи изпълнителни механизми.

Осигуряването на високо качество на продуктите е свързано с автоматизация на контрола на всички основни етапи на производството. Субективните човешки оценки се заменят с обективни индикатори от автоматични измервателни станции, свързани с централни точки, където се определя източникът на дефекти и откъдето се изпращат команди за предотвратяване на отклонения извън допустимите граници. Автоматичното управление с помощта на компютри е от особено значение при производството на радиотехнически и радиоелектронни продукти поради тяхното масово производство и значителен брой контролирани параметри. Не по-малко важни са окончателните тестове за надеждност на готовите продукти (виж Надеждност на техническите устройства). Автоматизирани стендове за функционални, якостни, климатични, енергийни и специализирани тестове ви позволяват бързо и идентично да проверявате техническите и икономически характеристики на продуктите (продуктите).

Задвижващите устройства се състоят от стартово оборудване, задвижващи хидравлични, пневматични или електрически механизми (сервомотори) и регулаторни органи, които действат директно върху автоматизирания процес. Важно е тяхната работа да не води до ненужни загуби на енергия и да намали ефективността на процеса. Така например дроселирането, което обикновено се използва за регулиране на потока на пара и течности, въз основа на увеличаване на хидравличното съпротивление в тръбопроводите, се заменя с действие върху машини за формиране на потока или други, по-напреднали методи за промяна на скоростта на потоците без загуба на налягане. От голямо значение е икономичното и надеждно управление на електрозадвижване с променлив ток, използването на безредукторни електрически задвижвания и безконтактни баласти за управление на електродвигатели.

Идеята за изграждане на инструменти за наблюдение, регулиране и управление под формата на звена, състоящи се от независими блокове, които изпълняват определени функции, реализирани в GSP, направи възможно различни комбинацииизползване на тези блокове за получаване на широка гама от устройства за решаване на различни проблеми, използвайки едни и същи средства. Обединяването на входните и изходните сигнали осигурява комбинирането на блокове с различни функции и тяхната взаимозаменяемост.

GSP включва пневматични, хидравлични и електрически инструменти и устройства. Електрическите устройства, предназначени да приемат, предават и възпроизвеждат информация, са най-универсални.

Използването на универсална система от промишлени пневматични елементи за автоматизация (USEPPA) направи възможно намаляването на развитието на пневматичните устройства главно до сглобяването им от стандартни възли и части с малък брой връзки. Пневматичните устройства се използват широко за контрол и регулиране в много пожаро- и взривоопасни индустрии.

Хидравличните устройства на GSP също се сглобяват от блокове. Хидравличните инструменти и устройства управляват оборудване, което изисква високи скорости за преместване на управляващите елементи със значително усилие и висока точност, което е особено важно в машинните инструменти и автоматичните линии.

За да се систематизират най-рационално GSP съоръженията и да се повиши ефективността на тяхното производство, както и да се опрости проектирането и конфигурацията на автоматизираните системи за управление, GSP устройствата се комбинират в агрегатни комплекси по време на разработката. Агрегатните комплекси, благодарение на стандартизацията на входно-изходните параметри и блоковия дизайн на устройствата, най-удобно, надеждно и икономично комбинират различни технически средства в автоматизирани системиконтроли и ви позволяват да сглобявате различни специализирани инсталации от многофункционални модули за автоматизация.

Целенасоченото обединяване на аналитично оборудване, машини за изпитване, масови дозиращи механизми с унифицирано измервателно, изчислително и офис оборудване улеснява и ускорява създаването на основни дизайни на това оборудване и специализацията на заводите за тяхното производство.