У дома · Измервания · Технически средства за автоматизиране на работата на хранилките. Технически средства за автоматизация Лекционни бележки. Табла и контролни табла

Технически средства за автоматизиране на работата на хранилките. Технически средства за автоматизация Лекционни бележки. Табла и контролни табла

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 измервателна техника може директно да оцени повече от 300 различни физични, химични и други величини, но това не е достатъчно за автоматизиране на редица нови области на човешката дейност. 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 ефективно използванекомуникационни канали, елиминирайки изкривяването на сигнала и влиянието на евентуални смущения по време на предаване по жични 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 резултати от изчисления и др. (вижте Въвеждане на данни. Изход на данни, Устройство за съхранение ).

Устройствата за представяне на информация показват на човека оператор състоянието на производствените процеси и го записват най-важните параметри. Такива устройства са сигнални табла, мнемонични диаграми с визуални символи върху табла или контролни панели, вторична стрелка и цифрови показващи и записващи инструменти, електроннолъчеви тръби, буквени 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.

Сигурност Високо качествопродукти 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 на готовите продукти за надеждност (виж Надеждност технически средства). Автоматизирани стендове за функционални, якостни, климатични, енергийни и специализирани тестове ви позволяват бързо и идентично да проверявате технически и икономически характеристикипродукти (продукти).

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. Например дроселиране, което обикновено се използва за регулиране на потока пара и течности, базирано на увеличение хидравлично съпротивлениев тръбопроводите те се заменят с въздействащи машини за формиране на потока или други, по-напреднали методи за промяна на скоростта на потока без загуба на налягане. Икономичното и надеждно управление на електрическото задвижване е от голямо значение променлив ток, използването на безредукторни електрически задвижвания, 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 комбинация от блокове с различни функциии тяхната взаимозаменяемост.

GSP включва пневматични, хидравлични и електрически устройстваи устройства. Най-голямата гъвкавост е електрически устройства, предназначени за получаване, предаване и възпроизвеждане на информация.

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 системи за управление и позволяват сглобяването на различни специализирани инсталации от автоматизирани единици с общо предназначение.

Целенасочено агрегиране на аналитично оборудване, тестови машини, масово-дозиращи механизми с унифицирана измервателна, изчислителна и офис техника улеснява и ускорява създаването на базови конструкции на това оборудване и специализацията на заводите за тяхното производство.

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)
възел - част от устройството, състояща се от още няколко прости елементи(подробности);
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 сегашно състояниетехнологичен 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 обслужващ персоналили 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;
- Поддръжкаоборудване.

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 системиуправление на технологиите
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.
Разграничете следните видове APCS:
- 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 лична употребаи централен
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 съединителии т.н.
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. сигнал постоянен токкъм AC сигнал
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);
производителност логически операциисъс 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.
Според Единна системапроектна 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.
Схемата на свързване илюстрира връзката компонентиинсталация с помощта
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 различни видовеза по-голяма яснота
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 някои физическо количество, функционален
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.
Основната обща характеристика на елементите 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 външни фактори(колебания 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
съотношение на абсолютната грешка към най-висока стойностизходна стойност.
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.

Мениджмънт, консултиране и предприемачество

Лекция 2. Главна информацияотносно техническите средства за автоматизация. Трябва да се учи общи въпросипо отношение на техническите средства за автоматизация и държавната система от индустриални инструменти и средства за автоматизация, GSP е продиктувана от факта, че техническите средства

Лекция 2.

Общи сведения за техническите средства за автоматизация.

Необходимостта от изучаване на общи въпроси, свързани с техническото оборудване за автоматизация и държавната система на промишлени инструменти и оборудване за автоматизация (GSP) е продиктувано от факта, че техническото оборудване за автоматизация е неразделна част от GSP. Средствата за техническа автоматизация представляват основата за внедряването на информационни и управляващи системи в индустриалната и непромишлената сфера на производството. Принципите на организиране на GSP до голяма степен определят съдържанието на етапа на проектиране техническа поддръжкаавтоматизирани системи за управление на процесите (APCS). От своя страна основата на GSP са проблемно ориентирани съвкупни комплекси от технически средства.

Типичните инструменти за автоматизация могат да бъдат технически, хардуерни, софтуерни и системни.

ДА СЕ технически средства за автоматизация(TSA) включват:

  • 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 на обект на технологично управление (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 управляващи сигнали;
  • буферни устройства за съхранение;
  • програмируеми таймери;
  • специализирани изчислителни устройства, устройства за предпроцесорна подготовка.

ДА СЕ софтуерни и хардуерни средства за автоматизациявключват:

  • 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.

ДА СЕ инструменти за автоматизация на цялата системавключват:

  • 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.

Технически средства за автоматизация в системите за управление

Всякаква система контролът трябва да извърши следнотофункции:

  • събиране на информация за текущото състояние на обекта на технологичен контрол (ТОУ);
  • определяне на критерии за качество на работата на ТОУ;
  • намиране на оптимален режим на работа на TOU и оптимални управляващи действия, които осигуряват екстремума на критериите за качество;
  • изпълнение на намерения оптимален режим на ТОУ.

Тези функции могат да се изпълняват от персонал по поддръжката или от TCA. Има четиритип системи за управление(SU):

1) информационни;

2) автоматично управление;

3) централизиран контрол и регулиране;

4) автоматизирани системи за управление на процесите.

Информация ( ръководство) системи за управление(Фиг. 1.1) се използват рядко, само за надеждно функциониращи, прости технологични обекти за управление на TOU.

Ориз. 1.1. Структура информационна системаконтроли:

D - сензор (първичен измервателен преобразувател);

VP - вторично показващо устройство;

OPU - операторски контролен център (табла, конзоли, мнемосхеми, алармени устройства);

Устройства за дистанционно управление (бутони, ключове, байпасни контролни панели и др.);

IM актуатор;

RO - регулаторен орган;

C - алармени устройства;

MS мнемонични диаграми.

В някои случаи системата за управление на информацията включва регулатори пряко действиеи вграден в технологично оборудванерегулатори.

В автоматичните системи за управление(фиг. 1.2) всички функции се изпълняват автоматично с помощта на подходящи технически средства.

Функциите на оператора включват:

  • техническа диагностика на състоянието на СКУД и възстановяване на повредени елементи на системата;
  • корекция на регулаторни закони;
  • промяна на задачата;
  • преход към ръчно управление;
  • поддръжка на оборудването.

Ориз. 1.2. Структура на системата за автоматично управление (ACS):

KP - конвертор на кодиране;

LS - комуникационни линии (проводници, импулсни тръби);

VU - изчислителни устройства

Централизирани системи за контрол и регулиране(SCCR) (фиг. 1.3). ACS се използват за просто техническо оборудване, чиито режими на работа се характеризират с малък брой координати, а качеството на работа се характеризира с един лесно изчислим критерий. Специален случай на самоходни оръдия е автоматична системарегулиране (ASR).

Система за управление, която автоматично поддържа екстремна стойност на TOC, принадлежи към класа на системите за екстремно управление.

Ориз. 1.3. Структура на централизираната система за контрол и регулиране:

OPU - операторски контролен център;

D - сензор;

NP нормализиращ преобразувател;

KP - кодиращи и декодиращи преобразуватели;

CR - централни регулатори;

MP многоканален инструмент за регистрация (печат);

C - предавариен сигнализатор;

MPP - многоканални показващи устройства (дисплеи);

MS - мнемосхема;

IM - изпълнителен механизъм;

RO - регулаторен орган;

К контролер

ASR, които поддържат определената стойност на изходната регулируема координата на TOU, се разделят на:

  • стабилизиращ;
  • софтуер;
  • последователи;
  • адаптивен.

Екстремните регулатори се използват изключително рядко.

Техническите структури на SCCR могат да бъдат два вида:

1) с индивидуални ТКА;

2) с колективни ТСА.

При първия тип система всеки канал е изграден от TCA за индивидуална употреба. Те включват сензори, нормализиращи преобразуватели, регулатори, вторични устройства, задвижващи механизми и регулаторни органи.

Отказът на един канал за управление не води до спиране на технологичното съоръжение.

Този дизайн увеличава цената на системата, но повишава нейната надеждност.

Вторият тип система се състои от TSA за индивидуална и колективна употреба. TSA за колективна употреба включва: превключвател, CP (кодиращи и декодиращи конвертори), CR (централни регулатори), MR (многоканално записващо устройство (печат)), MPP (многоканални индикиращи устройства (дисплеи)).

Цената на колективна система е малко по-ниска, но надеждността до голяма степен зависи от надеждността на колективните TSA.

При дълга комуникационна линия се използват индивидуални кодиращи и декодиращи конвертори, разположени в близост до сензорите и изпълнителните механизми. Това увеличава цената на системата, но подобрява шумоустойчивостта на комуникационната линия.

Автоматизирани системи за управление на процесите(APCS) (фиг. 1.4) е машинна система, в която TSA получава информация за състоянието на обектите, изчислява критерии за качество и намира оптимални настройки за управление. Функциите на оператора се свеждат до анализиране на получената информация и нейното прилагане с помощта на локални автоматизирани системи за управление или дистанционно управление на контролната зала.

Разграничават се следните видове системи за контрол на процеси:

  • централизирана автоматизирана система за управление на процесите (всички функции за обработка на информация и контрол се изпълняват от един управляващ компютър UVM) (фиг. 1.4);

Ориз. 1.4. Структура на централизирана автоматизирана система за управление на процесите:

USO - комуникационно устройство с обект;

DU - дистанционно управление;

SOI - инструмент за показване на информация

  • надзорна автоматизирана система за управление на процесите (има редица локални системи за автоматично управление, изградени на базата на индивидуална употреба TSA и централен компютърен компютър (CUVM), който има информационна комуникационна линия с локални системи) (фиг. 1.5);

Ориз. 1.5. Структура на системата за надзорен контрол: LR - местни регулатори

  • разпределена автоматизирана система за управление на процесите - характеризира се с разделяне на функциите за обработка на информация и управление на управление между няколко географски разпределени обекта и компютри (фиг. 1.6).

Ориз. 1.6. Йерархична структура на техническите средства на SHG

СТРАНИЦА 7


Както и други произведения, които може да ви заинтересуват

7111. Организация и управление на флота и пристанищата 155 KB
Организация и управление на флота и пристанищата Бележки от лекциите Структура на управление на предприятието, принципи на планиране Всяко предприятие, включително транспортно предприятие, включва три относително независими, но взаимосвързани общи цели...
7112. ПРАКТИКУМ ПО ФИНАНСОВО СЧЕТОВОДСТВО 449,5 KB
Обща информация за организацията В междусекторната задача се разглежда дейността на малко предприятие - дружество с ограничена отговорност Мебели. Предприятието разполага с един основен производствен цех, който произвежда мека мебел(дивани). ТИН...
7113. Счетоводство от нулата 3,6 MB
Андрей Виталиевич Крюков Счетоводство от нулата Резюме Професията на счетоводител е била и остава доста популярна днес. Всеки знае, че всяка фирма трябва да има поне един счетоводител. И ти реши да станеш счетоводител, но за първи път...
7114. Ръководство за инженери по техническо оборудване относно изпълнителната документация 2,08 MB
Наръчник за професионален инженер изпълнителна документация(Ръководство на Young Stationery Rat's на сайта, версия 6.0) Страница, запазена за типографски изход. Публикуваните материали са собственост на гастарбайтери, поради което...
7115. Звуци от начална тренировка на село. Любомирка 5,36 MB
Звуци от начална тренировка на село. Любомирка 1. Системи и методи за поддръжка на трактори. Подготовка на тракторите за работа. Кормилната система на трактора включва следните подсистеми: управление на двигателя: регулиране на напрежението, час...
7116. Основни методи за оценка на икономическата ефективност на инвестициите в транспорта 77,5 KB
Основни методи за оценка икономическа ефективностинвестиции в транспорта. Съдържание Увод 3 Инвестиции в транспорта 4 Характеристики на методите за оценка на инвестициите 6 Заключение 11 Литература 12 Въведение. Транспортът е един от...
7117. Изследване на теглителната способност на теглителна макара 568,5 KB
Изследване на теглителната способност на макара за въже Въведение Методическите указания са съставени в съответствие с програмата на курса Подемници за студенти от специалност 170900 (PSM). Курсът по лифтове е един от последните в подготовката...
7118. Транспортен комплекс на страната, понятие и обща характеристика 134,5 KB
Тема 1. Транспортен комплекс на страната, концепция и обща характеристика. 1.1. Предмет на икономиката на автомобилния транспорт. Обществено производство, т.е. единството на производителните сили и производствените отношения се изучава от две страни. Естествен...
7119. ДМА в автомобилния транспорт и пътната инфраструктура 159 KB
Тема 2. ДМА в автомобилния транспорт и пътната инфраструктура. 2.1. Понятия за дълготрайни активи. Основен фактор в процеса на производство на материални блага е трудът и средствата за производство. Средствата за производство са разделени...

Класификацията на техническите средства за автоматизация не е нещо твърде сложно и натоварено. Въпреки това, като цяло технологични средстваавтоматизацията имат доста широка класификационна структура. Нека се опитаме да го разберем.

Съвременни средстваавтоматизацията се разделя на две групи: комутирани и некомутирани (програмирани) технически средства за автоматизация:

1) Превключвано оборудване за автоматизация

Регулатори

Релейни вериги

2) Програмирани инструменти за автоматизация

ADSP процесори

ADSP процесорите са средство за автоматизация, което се използва за комплексен математически анализ на процесите в системата. Тези процесори имат високоскоростни входно/изходни модули, които могат да предават данни на високи честоти към централния процесор, който използва сложна математика, за да анализира работата на системата. Пример са системите за диагностика на вибрации, които използват серии на Фурие за анализ, спектрален анализи брояч на импулси. По правило такива процесори се изпълняват под формата на отделна PCI карта, която се монтира в съответния слот на компютъра и използва CPU за математическа обработка.

PLC (програмируем логически контролер)

PLC са най-разпространените инструменти за автоматизация. Имат собствено захранване, централен процесор, RAM, мрежова карта, входно/изходни модули. Предимството е висока надеждност на системата, адаптиране към индустриални условия. Освен това се използват програми, които работят циклично и имат така наречения Watch Dog, който се използва за предотвратяване на замръзване на програмата. Освен това програмата работи последователно и няма паралелни връзки и стъпки на обработка, които биха могли да доведат до негативни последици.

PKK (Програмируеми компютърни контролери)

PKK - компютър с входно/изходни карти, мрежови карти, които служат за въвеждане/извеждане на информация.

ОПАКОВАЙТЕ

PAK ( програмирани автоматизирани контролери) – PLC+PKK. Имат разпределена мрежова структура за обработка на данни (няколко PLC и PC).

· Специализирани контролери

Специализираните контролери не са свободно програмируеми инструменти за автоматизация, а използват стандартни програми, в които могат да се променят само някои коефициенти (параметри на PID контролера, време на работа на изпълнителния механизъм, закъснения и др.). Такива контролери са ориентирани предварително известна системарегулиране (вентилация, отопление, топла вода). В началото на новото хилядолетие тези технически средства за автоматизация станаха широко разпространени.

Характеристика на ADSP и PKK е използването на стандартни езици за програмиране: C, C++, Assembler, Pascal, тъй като те са създадени на компютър. Тази характеристика на инструментите за автоматизация е както предимство, така и недостатък.

Предимството е, че с помощта на стандартни езици за програмиране можете да пишете по-сложни и гъвкав алгоритъм. Недостатъкът е, че за да работите с тях трябва да създадете драйвери и да използвате език за програмиране, което е по-сложно. Предимството на PLC и PAC е използването на инженерни програмни езици, които са стандартизирани от IEC 61131-3. Тези езици не са предназначени за програмист, а за електроинженер.

Принцип на трансформация на информацията

Принципите на управление се основават на принципа на трансформация на информацията.

Преобразувателите са устройства, използвани за преобразуване на количества от едно физическо естество в друго и обратно.

Сензорите са устройства, които издават дискретен сигнал в зависимост от кода на технологичния процес или въздействието на информация върху тях.

Информация и методи за нейното преобразуване

Информацията трябва да съдържа следното Имоти:

1. Информацията трябва да бъде разбираема в съответствие с възприетата система за кодиране или нейното представяне.

2. Каналите за предаване на информация трябва да са шумоизолирани и да предотвратяват проникването на невярна информация.

3. Информацията трябва да е удобна за обработка.

4. Информацията трябва да е удобна за съхранение.

За предаване на информация се използват комуникационни канали, които могат да бъдат изкуствени, естествени или смесени.

Ориз. 3. Комуникационни канали

Ще говорим по-подробно за комуникационните канали малко по-късно.

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;

съоръжения софтуер;

средства за информационна поддръжка;

средства за езикова подкрепа.


Електронни компютрикласифициран:

а) по предназначениес общо предназначение(универсален), проблемно ориентиран, специализиран;

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, които се основават 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 Note book″ 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 електронният блокза преобразуване на натиснат клавиш 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 дискови 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 набор от програми, данни и програмни документи, необходими 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.