Technische Mittel zur Automatisierung des Betriebs von Feedern. Systeme und Mittel zur Produktionsautomatisierung. Technische Mittel zur Automatisierung. höhere Berufsausbildung

Frage 1 Grundkonzepte und Definitionen von A&C

Automatisierung- einer der Bereiche des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts, der selbstregulierende technische Mittel und mathematische Methoden mit dem Ziel einsetzt, Menschen von der Teilnahme an den Prozessen der Gewinnung, Umwandlung, Übertragung und Nutzung von Energie, Materialien oder Informationen zu befreien oder den Grad erheblich zu verringern dieser Beteiligung oder der Komplexität der durchgeführten Operationen. Automatisierung ermöglicht es, die Arbeitsproduktivität zu steigern, die Produktqualität zu verbessern, Managementprozesse zu optimieren und Menschen aus gesundheitsgefährdenden Produktionsprozessen zu entfernen. Automatisierung erfordert, mit Ausnahme der einfachsten Fälle, einen integrierten, systematischen Ansatz zur Lösung eines Problems. Zu den Automatisierungssystemen gehören Sensoren (Sensoren), Eingabegeräte, Steuergeräte (Controller), Aktoren, Ausgabegeräte und Computer. Die verwendeten Rechenmethoden kopieren teilweise die Nerven- und Geistesfunktionen des Menschen. Dieser gesamte Werkzeugkomplex wird üblicherweise als Automatisierungs- und Steuerungssysteme bezeichnet.

Alle Automatisierungs- und Steuerungssysteme basieren auf Konzepten wie einem Steuerobjekt, einem Kommunikationsgerät mit einem Steuerobjekt, der Steuerung und Regelung technologischer Parameter, der Messung und Umwandlung von Signalen.

Unter dem Kontrollobjekt wird ein technologischer Apparat oder eine Reihe davon verstanden, in dem standardmäßige technologische Vorgänge des Mischens, Trennens oder deren gegenseitige Kombination mit einfachen Vorgängen durchgeführt werden (oder mit deren Hilfe sie durchgeführt werden). Ein solcher technologischer Apparat, zusammen mit dem technologischen Prozess, der in ihm abläuft und für den das System entwickelt wird automatische Kontrolle und wird als Steuerungsobjekt oder Automatisierungsobjekt bezeichnet. Aus der Menge der Ein- und Ausgangsgrößen eines geregelten Objekts lassen sich Regelgrößen, Regel- und Störeinflüsse sowie Interferenzen unterscheiden. Kontrollierter Wert ist eine physikalische Ausgangsgröße oder ein Parameter eines gesteuerten Objekts, der während des Betriebs des Objekts auf einem bestimmten festgelegten Niveau gehalten oder gemäß einem bestimmten Gesetz geändert werden muss. Kontrollaktion ist ein Stoff- oder Energiezufuhrfluss, durch dessen Änderung es möglich ist, den kontrollierten Wert auf einem bestimmten Niveau zu halten oder ihn gemäß einem bestimmten Gesetz zu ändern. Automatisches Gerät oder als Regulierungsbehörde bezeichnet technisches Gerät, die es ermöglicht, ohne menschliches Eingreifen den Wert eines technologischen Parameters aufrechtzuerhalten oder ihn gemäß einem bestimmten Gesetz zu ändern. Ein automatisches Kontrollgerät umfasst eine Reihe technischer Mittel, die bestimmte Funktionen im System ausführen. Das automatische Kontrollsystem umfasst: Sensorelement oder Sensor, das dazu dient, den Ausgangswert des Regelobjekts in ein proportionales elektrisches oder pneumatisches Signal umzuwandeln, Vergleichselement- um das Ausmaß der Abweichung zwischen den aktuellen und den vorgegebenen Werten der Ausgangsgröße zu bestimmen. Einstellelement dient der Einstellung des Wertes des Prozessparameters, der auf einem konstanten Niveau gehalten werden muss. Verstärken-Umwandeln Das Element dient dazu, eine regulierende Wirkung zu erzeugen, die von der Größe und dem Vorzeichen der Fehlanpassung aufgrund einer externen Energiequelle abhängt. Aktorelement dient der Umsetzung regulatorischer Einflussnahme. Produziert von UPE. Regulierungselement– den Material- oder Energiefluss zu verändern, um den Outputwert auf einem bestimmten Niveau zu halten. In der Automatisierungspraxis Während der Produktionsprozesse sind automatische Steuerungssysteme mit standardmäßigen allgemeinen Industriegeräten ausgestattet, die die Funktionen der oben genannten Elemente ausführen. Das Hauptelement solcher Systeme ist ein Computer, der von analogen und diskreten Sensoren Informationen über technologische Parameter empfängt. Die gleichen Informationen können an analoge oder digitale Informationspräsentationsgeräte (Sekundärgeräte) gesendet werden. Der Prozessbediener greift über eine Fernbedienung auf diese Maschine zu, um Informationen einzugeben, die er nicht von ihm erhalten hat automatische Sensoren, um die notwendigen Informationen und Ratschläge zur Verwaltung des Prozesses anzufordern. Die Arbeit des automatisierten Kontrollsystems basiert auf dem Empfang und der Verarbeitung von Informationen.

Haupttypen von Automatisierungs- und Steuerungssystemen:

· automatisiertes Planungssystem (APS),

· automatisiertes System der wissenschaftlichen Forschung (ASNI),

· System computergestütztes Design(CAD),

· automatisierter Versuchskomplex (AEC),

flexible automatisierte Produktion (GAP) und automatisiertes Prozessleitsystem ( APCS),

· automatisiertes Betriebsleitsystem (ACS)

· Automatisches Kontrollsystem (ACS).

Frage 2 Zusammensetzung der technischen Mittel zur Automatisierung und Steuerung automatisierter Steuerungssysteme.

Technische Mittel Automatisierung und Steuerung sind Geräte und Instrumente, die entweder selbst Automatisierungswerkzeuge oder Teil eines Hardware- und Softwarekomplexes sein können.

Typische Automatisierungs- und Steuerungstools können technisch, hardware-, software- und systemweit sein.

Zu den technischen Mitteln zur Automatisierung und Steuerung gehören:

− Sensoren;

− Aktoren;

− Regulierungsbehörden (RO);

− Kommunikationsleitungen;

− Sekundärinstrumente (Anzeige und Aufzeichnung);

− analoge und digitale Steuergeräte;

− Programmierblöcke;

− Logiksteuerungsgeräte;

− Module zur Sammlung und Primärverarbeitung von Daten und zur Überwachung des Zustands eines technologischen Kontrollobjekts (TOU);

− Module zur galvanischen Trennung und Signalnormalisierung;

− Signalwandler von einer Form in eine andere;

−Module zur Datenpräsentation, Anzeige, Aufzeichnung und Generierung von Steuersignalen;

− Pufferspeicher;

− programmierbare Timer;

− spezialisierte Computergeräte, Vorprozessor-Vorbereitungsgeräte.

Technische Mittel zur Automatisierung und Steuerung können wie folgt systematisiert werden:

CS – Kontrollsystem.
Speicher – Master-Gerät (Tasten, Bildschirme, Kippschalter).

UIO – Informationsanzeigegerät.
UIO – Informationsverarbeitungsgerät.

USPU – Konverter-/Verstärkergerät.
CS – Kommunikationskanal.
OU – Kontrollobjekt.
IM – Aktuatoren.

RO – Arbeitsorgane (Manipulatoren).

D – Sensoren.
VP – Sekundärwandler.

Von funktionaler Zweck Sie sind in die folgenden 5 Gruppen unterteilt:

Eingabegeräte. Dazu gehören - ZU, VP, D;

Ausgabegeräte. Dazu gehören – IM, USPI, RO;

Geräte des zentralen Teils. Dazu gehören: UPI;

Einrichtungen Industrielle Netzwerke. Dazu gehören - KS;

Informationsanzeigegeräte – UIO.

TSAiU führt die folgenden Funktionen aus: 1. Sammlung und Umwandlung von Informationen über den Stand des Prozesses; 2. Übermittlung von Informationen über Kommunikationskanäle; 3. Umwandlung, Speicherung und Verarbeitung von Informationen; 4. Bildung von Managementteams entsprechend den gewählten Zielen (Kriterien für das Funktionieren von Systemen); 5. Nutzung und Darstellung von Befehlsinformationen zur Beeinflussung des Prozesses und zur Kommunikation mit dem Bediener über Aktoren. Daher werden alle industriellen Mittel zur Automatisierung technologischer Prozesse entsprechend ihrer Beziehung zum System gemäß der Norm in folgende Funktionsgruppen zusammengefasst: 1. Mittel am Systemeingang (Sensoren); 2. Mittel am Ausgang des Systems (Ausgangswandler, Mittel zur Anzeige von Informationen und Prozesssteuerungsbefehlen bis hin zur Sprache); 3. Systeminterne Steuerungssysteme (die eine Verbindung zwischen Geräten mit unterschiedlichen Signalen und unterschiedlichen Maschinensprachen ermöglichen) verfügen beispielsweise über Relais- oder Open-Collector-Ausgänge; 4. Mittel zur Übermittlung, Speicherung und Verarbeitung von Informationen.
Eine solche Vielfalt an Gruppen, Typen und Konfigurationen von Steuerungssystemen führt zu vielen alternativen Entwurfsproblemen technische Unterstützung APCS in jedem konkreter Fall. Einer der meisten wichtige Kriterien Die Wahl von TSAiU kann auf der Grundlage ihrer Kosten erfolgen.

Zu den technischen Mitteln der Automatisierung und Steuerung zählen somit Geräte zur Erfassung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen in der automatisierten Produktion. Mit ihrer Hilfe werden automatisierte Produktionslinien überwacht, geregelt und gesteuert.

Die Einführung technischer Mittel in Unternehmen, die eine Automatisierung von Produktionsprozessen ermöglichen, ist eine Grundvoraussetzung effiziente Arbeit. Diversität moderne Methoden Automatisierung erweitert den Anwendungsbereich, während die Kosten der Mechanisierung in der Regel gerechtfertigt sind Endresultat in Form einer Erhöhung des Volumens der hergestellten Produkte sowie einer Verbesserung ihrer Qualität.

Organisationen, die den Weg des technologischen Fortschritts gehen, nehmen führende Marktpositionen ein und bieten bessere Qualität Arbeitsbedingungen und den Bedarf an Rohstoffen minimieren. Aus diesem Grund ist die Umsetzung von Mechanisierungsprojekten aus Großbetrieben nicht mehr wegzudenken – Ausnahmen gelten nur für kleine Handwerksbetriebe, bei denen sich eine Automatisierung der Produktion aufgrund der grundsätzlichen Entscheidung zugunsten der manuellen Fertigung nicht rechtfertigt. Aber auch in solchen Fällen ist es möglich, in einigen Produktionsschritten teilweise auf Automatisierung zu setzen.

Automatisierungsgrundlagen

Im weitesten Sinne bedeutet Automatisierung die Schaffung solcher Bedingungen in der Produktion, die es ermöglichen, bestimmte Aufgaben bei der Herstellung und Freigabe von Produkten ohne menschliches Eingreifen durchzuführen. In diesem Fall besteht die Aufgabe des Bedieners möglicherweise darin, die kritischsten Aufgaben zu lösen. Je nach Zielsetzung kann die Automatisierung technologischer Prozesse und der Produktion vollständig, teilweise oder umfassend erfolgen. Die Wahl eines bestimmten Modells wird durch die Komplexität der technischen Modernisierung des Unternehmens durch automatische Befüllung bestimmt.

In Anlagen und Fabriken, in denen eine vollständige Automatisierung implementiert ist, normalerweise mechanisiert und elektronische Systeme Dem Management werden alle Funktionen zur Steuerung der Produktion übertragen. Dieser Ansatz ist am rationalsten, wenn die Betriebsbedingungen keine Änderungen mit sich bringen. In teilweiser Form wird die Automatisierung in einzelnen Produktionsstufen oder bei der Mechanisierung der autonomen Produktion eingeführt technische Komponente, ohne dass eine komplexe Infrastruktur zur Verwaltung des gesamten Prozesses geschaffen werden muss. Ein umfassender Grad der Produktionsautomatisierung wird in der Regel in bestimmten Bereichen implementiert – das kann eine Abteilung, eine Werkstatt, eine Linie usw. sein. In diesem Fall steuert der Bediener die Anlage selbst, ohne den direkten Arbeitsprozess zu beeinträchtigen.

Automatisierte Kontrollsysteme

Zunächst ist es wichtig zu beachten, dass solche Systeme erforderlich sind volle Kontrolleüber ein Unternehmen, eine Fabrik oder ein Werk. Ihre Funktionen können sich auf ein bestimmtes Gerät, Förderband, eine Werkstatt oder einen Produktionsbereich erstrecken. In diesem Fall empfangen und verarbeiten Prozessautomatisierungssysteme Informationen vom gewarteten Objekt und wirken auf Basis dieser Daten korrigierend. Wenn beispielsweise der Betrieb eines Produktionskomplexes nicht den Parametern technologischer Standards entspricht, verwendet das System spezielle Kanäle, um seine Betriebsmodi entsprechend den Anforderungen zu ändern.

Automatisierungsobjekte und ihre Parameter

Die Hauptaufgabe bei der Einführung von Mitteln zur Produktionsmechanisierung besteht darin, die Qualitätsparameter der Anlage aufrechtzuerhalten, die sich letztendlich auf die Eigenschaften des Produkts auswirken. Heutzutage versuchen Experten, nicht auf das Wesentliche einzugehen technische Parameter verschiedene Objekte, da theoretisch die Implementierung von Steuerungssystemen an jedem Bestandteil der Produktion möglich ist. Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Grundlagen der Automatisierung technologischer Prozesse, so umfasst die Liste der Mechanisierungsobjekte die gleichen Werkstätten, Förderanlagen, alle Arten von Geräten und Anlagen. Man kann nur den Grad der Komplexität der Automatisierungsimplementierung vergleichen, der von der Ebene und dem Umfang des Projekts abhängt.

Bezüglich der Parameter, mit denen automatische Systeme arbeiten, können wir zwischen Input- und Output-Indikatoren unterscheiden. Im ersten Fall ist es so physikalische Eigenschaften Produkte sowie die Eigenschaften des Objekts selbst. Im zweiten Fall sind dies die direkten Qualitätsindikatoren des fertigen Produkts.

Regulierung technischer Mittel

Geräte zur Regelung werden in Automatisierungssystemen in Form von Sonderalarmen eingesetzt. Je nach Einsatzzweck können sie verschiedene Prozessparameter überwachen und steuern. Insbesondere die Automatisierung technologischer Prozesse und der Produktion kann Alarme umfassen Temperaturindikatoren, Druck, Strömungseigenschaften usw. Technisch können die Geräte als skalenlose Geräte mit elektrischen Kontaktelementen am Ausgang realisiert werden.

Auch das Funktionsprinzip der Kontrollalarme ist unterschiedlich. Wenn wir die häufigsten betrachten Temperaturgeräte Dann können wir manometrische, Quecksilber-, Bimetall- und Thermistormodelle unterscheiden. Die konstruktive Gestaltung wird in der Regel durch das Funktionsprinzip bestimmt, aber auch die Betriebsbedingungen haben einen wesentlichen Einfluss darauf. Abhängig von der Arbeitsrichtung des Unternehmens kann die Automatisierung technologischer Prozesse und der Produktion unter Berücksichtigung spezifischer Betriebsbedingungen gestaltet werden. Aus diesem Grund werden Steuergeräte mit Fokus auf den Einsatz unter Bedingungen entwickelt hohe Luftfeuchtigkeit, physikalischer Druck oder die Einwirkung von Chemikalien.

Programmierbare Automatisierungssysteme

Vor dem Hintergrund der aktiven Versorgung von Unternehmen mit Computergeräten und Mikroprozessoren hat sich die Qualität der Verwaltung und Steuerung von Produktionsprozessen deutlich verbessert. Aus Sicht der industriellen Anforderungen ermöglichen die Fähigkeiten programmierbarer Hardware nicht nur eine effektive Steuerung technologischer Prozesse, sondern auch die Automatisierung des Designs sowie die Durchführung von Produktionstests und -experimenten.

Computergeräte, die in modernen Unternehmen eingesetzt werden, lösen Probleme der Regulierung und Steuerung technologischer Prozesse in Echtzeit. Solche Prodwerden Computersysteme genannt und arbeiten nach dem Prinzip der Aggregation. Systeme umfassen einheitliche Funktionsblöcke und Module, aus denen sie zusammengesetzt werden können verschiedene Konfigurationen und passen Sie den Komplex an, um unter bestimmten Bedingungen zu funktionieren.

Einheiten und Mechanismen in Automatisierungssystemen

Die direkte Ausführung der Arbeitsvorgänge erfolgt durch elektrische, hydraulische und pneumatische Geräte. Nach dem Funktionsprinzip umfasst die Klassifizierung Funktions- und Teilmechanismen. IN Nahrungsmittelindustrie Solche Technologien werden üblicherweise implementiert. Die Automatisierung der Produktion beinhaltet in diesem Fall die Einführung elektrischer und pneumatischer Mechanismen, zu deren Konstruktionen elektrische Antriebe und Regulierungsbehörden gehören können.

Elektromotoren in Automatisierungssystemen

Die Basis von Aktoren bilden häufig Elektromotoren. Abhängig von der Art der Steuerung können sie in berührungsloser und kontaktierender Ausführung dargestellt werden. Einheiten, die durch Relaiskontaktvorrichtungen gesteuert werden, können bei Betätigung durch den Bediener die Bewegungsrichtung der Arbeitsteile ändern, die Arbeitsgeschwindigkeit bleibt jedoch unverändert. Wenn von einer Automatisierung und Mechanisierung technologischer Prozesse durch berührungslose Geräte ausgegangen wird, kommen Halbleiterverstärker zum Einsatz – elektrisch oder magnetisch.

Panels und Bedienfelder

Installation von Geräten, die Steuerung und Überwachung ermöglichen müssen Fertigungsprozess In Unternehmen werden spezielle Konsolen und Panels installiert. Sie enthalten Geräte zur automatischen Steuerung und Regelung, Instrumentierung, Schutzmechanismen sowie verschiedene Elemente Kommunikationsinfrastruktur. Ein solcher Schild kann konstruktionsbedingt sein Metallschrank oder ein Flachbildschirm, auf dem Automatisierungsgeräte installiert sind.

Die Konsole wiederum ist das Zentrum für die Fernsteuerung – sie ist eine Art Kontrollraum bzw. Bedienerbereich. Es ist wichtig zu beachten, dass die Automatisierung technologischer Prozesse und der Produktion auch den Zugang zur Wartung durch das Personal ermöglichen sollte. Diese Funktion wird maßgeblich durch Konsolen und Panels bestimmt, mit denen Sie Berechnungen durchführen, Produktionsindikatoren auswerten und allgemein den Arbeitsprozess überwachen können.

Entwurf von Automatisierungssystemen

Das Hauptdokument, das als Leitfaden für dient technologische Modernisierung Produktion zum Zweck der Automatisierung ist das Schema. Es zeigt den Aufbau, die Parameter und die Eigenschaften von Geräten, die später als Mittel zur automatischen Mechanisierung dienen. In der Standardversion zeigt das Diagramm folgende Daten an:

• Grad (Ausmaß) der Automatisierung in einem bestimmten Unternehmen;
• Festlegung der Betriebsparameter der Anlage, die mit Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten ausgestattet sein müssen;
• Steuerungseigenschaften – vollständig, ferngesteuert, Bediener;
• Möglichkeit der Blockierung von Aktoren und Aggregaten;
• Konfiguration des Standorts technischer Geräte, auch auf Konsolen und Panels.

Hilfsautomatisierungstools

Trotz der Nebenrolle zusätzliche Geräteübernehmen wichtige Kontroll- und Managementfunktionen. Dank ihnen wird die gleiche Verbindung zwischen Aktoren und einer Person gewährleistet. Im Hinblick auf die Ausstattung mit Hilfsgeräten kann die Produktionsautomatisierung Drucktastenstationen, Steuerrelais, verschiedene Schalter und Bedienfelder umfassen. Es gibt viele Ausführungen und Varianten dieser Geräte, doch alle konzentrieren sich auf die ergonomische und sichere Steuerung wichtiger Geräte vor Ort.

Zu den Werkzeugen der Produktionsautomatisierung gehören technische Automatisierungsgeräte (TAA) – dabei handelt es sich um Geräte und Instrumente, die entweder selbst Automatisierungswerkzeuge oder Teil eines Hardware- und Softwarekomplexes sein können. Sicherheitssysteme an modernes Unternehmen umfassen technische Mittel zur Automatisierung. Am häufigsten ist TCA das Grundelement des Systems Integrierte Sicherheit.

Zu den technischen Automatisierungsgeräten zählen Geräte zur Erfassung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen in der automatisierten Produktion. Mit ihrer Hilfe werden automatisierte Produktionslinien überwacht, geregelt und gesteuert.

Sicherheitssysteme überwachen den Produktionsprozess mithilfe verschiedener Sensoren. Dazu gehören Drucksensoren, Fotosensoren, induktive Sensoren, kapazitive Sensoren, Lasersensoren usw.

Mithilfe von Sensoren werden Informationen automatisch extrahiert und zunächst umgewandelt. Sensoren unterscheiden sich in ihren Funktionsprinzipien und in ihrer Empfindlichkeit gegenüber den von ihnen überwachten Parametern. Zur technischen Sicherheitsausrüstung gehören die unterschiedlichsten Sensoren. Erst der integrierte Einsatz von Sensoren ermöglicht die Schaffung umfassender Sicherheitssysteme, die viele Faktoren steuern.

Zu den technischen Informationsmitteln zählen auch Übertragungsgeräte, die die Kommunikation zwischen Sensoren und Steuergeräten ermöglichen. Auf ein Signal der Sensoren hin unterbricht die Steuerung den Produktionsprozess und beseitigt die Unfallursache. Kann die Notfallsituation nicht behoben werden, signalisieren technische Sicherheitseinrichtungen dem Bediener die Störung.

Die häufigsten Sensoren, die in jedem integrierten Sicherheitssystem enthalten sind, sind kapazitive Sensoren.

Sie ermöglichen die berührungslose Erkennung der Anwesenheit von Objekten in einer Entfernung von bis zu 25 mm. Kapazitive Sensoren funktionieren nach folgendem Prinzip. Die Sensoren sind mit zwei Elektroden ausgestattet, zwischen denen die Leitfähigkeit aufgezeichnet wird. Befindet sich ein Objekt im Kontrollbereich, führt dies zu einer Änderung der Schwingungsamplitude des im Sensor enthaltenen Generators. Gleichzeitig werden kapazitive Sensoren ausgelöst, die verhindern, dass unerwünschte Gegenstände in das Gerät gelangen.

Kapazitive Sensoren zeichnen sich durch ihre einfache Konstruktion und hohe Zuverlässigkeit aus, was ihren Einsatz in den meisten Fällen ermöglicht verschiedene Bereiche Produktion. Der einzige Nachteil ist der kleine Kontrollbereich solcher Sensoren.

Besucher lesen auch:

Betriebssicherheit
Auf modernste automatisierte Unternehmen Betriebssicherheit wird durch die Umsetzung sichergestellt komplexe Systeme Sicherheit und Produktionskontrolle

Management, Beratung und Unternehmertum

Vorlesung 2. allgemeine Informationenüber technische Mittel der Automatisierung. Muss lernen allgemeine Problemeüber technische Mittel zur Automatisierung und Staatssystem Industriegeräte und Automatisierungsgeräte GSP wird durch die Tatsache bestimmt, dass technische Mittel

Vorlesung 2.

Allgemeine Informationen zu technischen Mitteln der Automatisierung.

Die Notwendigkeit, allgemeine Fragen im Zusammenhang mit technischen Automatisierungsgeräten und dem staatlichen System industrieller Instrumente und Automatisierungsgeräte (GSP) zu untersuchen, ergibt sich aus der Tatsache, dass technische Automatisierungsgeräte ein integraler Bestandteil des GSP sind. Technische Automatisierungsgeräte stellen die Grundlage für die Implementierung von Informations- und Steuerungssystemen im industriellen und nichtindustriellen Bereich der Produktion dar. Die Grundsätze der Organisation des GSP bestimmen maßgeblich den Inhalt der Entwurfsphase des technischen Supports für automatisierte Prozessleitsysteme (APCS). Grundlage der APS wiederum sind problemorientierte Aggregatkomplexe technischer Mittel.

Typische Automatisierungstools können technisch, hardware-, software- und systemweit sein.

ZU technische Mittel zur Automatisierung(TSA) umfassen:

• Sensoren;
• Aktoren;
• Regulierungsbehörden (RO);
• Kommunikationsleitungen;
• Sekundärinstrumente (Anzeige und Aufzeichnung);
• analoge und digitale Steuergeräte;
• Programmierblöcke;
• Geräte zur Steuerung mit Logikbefehlen;
• Module zur Erfassung und Primärverarbeitung von Daten und zur Überwachung des Zustands eines technologischen Kontrollobjekts (TOU);
• Module zur galvanischen Trennung und Signalnormalisierung;
• Signalwandler von einer Form in eine andere;
• Module zur Datenpräsentation, Anzeige, Aufzeichnung und Generierung von Steuersignalen;
• Pufferspeichergeräte;
• programmierbare Timer;
• Spezialisierte Computergeräte, Vorprozessor-Vorbereitungsgeräte.

ZU Software- und Hardware-Automatisierungstools enthalten:

• Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler;
• Kontrollmittel;
• Mehrkreis-Analog- und Analog-Digital-Steuerblöcke;
• Programmlogische Steuergeräte mit mehreren Anschlüssen;
• programmierbare Mikrocontroller;
• lokale Netzwerke.

ZU systemweite Automatisierungstools enthalten:

• Schnittstellengeräte und Kommunikationsadapter;
• gemeinsam genutzte Speicherblöcke;
• Autobahnen (Busse);
• allgemeine Systemdiagnosegeräte;
• Direktzugriffsprozessoren zum Speichern von Informationen;
• Bedienkonsolen.

Technische Mittel zur Automatisierung in Steuerungssystemen

Jedes System Die Steuerung muss Folgendes ausführen Funktionen:

• Sammeln von Informationen über aktuellen Zustand technologisches Kontrollobjekt (TOU);
• Festlegung von Qualitätskriterien für TOU-Arbeiten;
• finden optimaler Modus Funktionieren des technischen Kontrollsystems und optimale Kontrollmaßnahmen, die das Extremum der Qualitätskriterien gewährleisten;
• Umsetzung des gefundenen optimalen Modus am TOU.

Diese Funktionen können ausgeführt werden Dienstpersonal oder TCA. Es gibt vierArt der Steuerungssysteme(SU):

1) informativ;

2) automatische Steuerung;

3) zentralisierte Kontrolle und Regulierung;

4) automatisierte Prozesskontrollsysteme.

Information ( Handbuch) Kontroll systeme(Abb. 1.1) werden selten verwendet, nur für zuverlässig funktionierende, einfache technologische Objekte der TOU-Steuerung.

Reis. 1.1. Struktur Informationssystem Kontrollen:

D - Sensor (primärer Messwandler);

VP – sekundäres Anzeigegerät;

OPU – Bedienerkontrollzentrum (Tafeln, Konsolen, Gedächtnisdiagramme, Alarmgeräte);

Fernbedienungsgeräte (Tasten, Tasten, Bypass-Bedienfelder usw.);

IM-Aktuator;

RO – Regulierungsbehörde;

C – Alarmgeräte;

MS-Mnemonikdiagramme.

In einigen Fällen umfasst das Informationsmanagementsystem Regulierungsbehörden direkte Aktion und eingebaut technologische Ausrüstung Aufsichtsbehörden.

In automatischen Steuerungssystemen(Abb. 1.2) Alle Funktionen werden mit geeigneten technischen Mitteln automatisch ausgeführt.

Zu den Bedienerfunktionen gehören:

• technische Diagnose des ACS-Zustands und Wiederherstellung ausgefallener Systemelemente;
• Korrektur von Regulierungsgesetzen;
• Aufgabenwechsel;
• Übergang zur manuellen Steuerung;
• technischer Service Ausrüstung.

Reis. 1.2. Aufbau des automatischen Kontrollsystems (ACS):

KP – Kodierungskonverter;

LS – Kommunikationsleitungen (Drähte, Impulsröhren);

VU – Computergeräte

Zentralisierte Kontroll- und Regulierungssysteme(SCCR) (Abb. 1.3). ACS werden für einfache technische Geräte verwendet, deren Betriebsarten durch eine geringe Anzahl von Koordinaten und deren Arbeitsqualität durch ein leicht zu berechnendes Kriterium gekennzeichnet sind. Ein Sonderfall sind selbstfahrende Waffen automatisches System Verordnung (ASR).

Ein Kontrollsystem, das automatisch einen extremen TOC-Wert aufrechterhält, gehört zur Klasse der extremen Kontrollsysteme.

Reis. 1.3. Struktur des zentralen Kontroll- und Regulierungssystems:

OPU – Bedienerkontrollzentrum;

D - Sensor;

NP-Normalisierungswandler;

KP – Kodierungs- und Dekodierungskonverter;

CR – zentrale Regulierungsbehörden;

MP-Mehrkanal-Registrierungstool (Drucken);

C – Vor-Notfall-Signalgerät;

MPP – Mehrkanal-Anzeigegeräte (Displays);

MS – Gedächtnisdiagramm;

IM – Aktuator;

RO – Regulierungsbehörde;

K-Controller

ASRs, die den angegebenen Wert der einstellbaren Ausgabekoordinate der TOU unterstützen, sind unterteilt in:

• stabilisierend;
• Software;
• Anhänger;
• adaptiv.

Extremregulatoren werden äußerst selten eingesetzt.

Es gibt zwei Arten technischer Strukturen des SCCR:

1) mit einzelnen TCAs;

2) mit kollektiven TCAs.

Beim ersten Systemtyp ist jeder Kanal aus TCA aufgebaut persönlichen Gebrauch. Dazu gehören Sensoren, Normalisierungswandler, Regler, Sekundärgeräte, Aktoren und Regulierungsbehörden.

Der Ausfall eines Steuerkanals führt nicht zu einer Abschaltung der Prozessanlage.

Dieses Design erhöht die Kosten des Systems, erhöht jedoch seine Zuverlässigkeit.

Das zweite System besteht aus TSA zur individuellen und kollektiven Nutzung. TSA zur kollektiven Nutzung umfasst: Schalter, CP (Kodierungs- und Dekodierungswandler), CR (Zentralregler), MR (Mehrkanal-Aufzeichnungsgerät (Druck)), MPP (Mehrkanal-Anzeigegeräte (Anzeigen)).

Die Kosten eines kollektiven Systems sind etwas geringer, aber die Zuverlässigkeit hängt weitgehend von der Zuverlässigkeit kollektiver TSAs ab.

Bei langen Kommunikationsleitungen werden einzelne Kodierungs- und Dekodierungswandler verwendet, die sich in der Nähe der Sensoren und Aktoren befinden. Dies erhöht die Kosten des Systems, verbessert jedoch die Störfestigkeit der Kommunikationsleitung.

Automatisierte Systeme Prozessmanagement(APCS) (Abb. 1.4) ist ein Maschinensystem, in dem TSA Informationen über den Zustand von Objekten erhält, Qualitätskriterien berechnet und optimale Steuerungseinstellungen findet. Die Funktionen des Bedieners beschränken sich auf die Analyse der empfangenen Informationen und deren Umsetzung mithilfe lokaler automatisierter Steuerungssysteme oder der Fernsteuerung des Kontrollraums.

Unterscheiden folgende Typen APCS:

• zentralisiertes automatisiertes Prozessleitsystem (alle Informationsverarbeitungs- und Steuerungsfunktionen werden von einem Steuerungsrechner UVM ausgeführt) (Abb. 1.4);

Reis. 1.4. Aufbau eines zentralen automatisierten Prozessleitsystems:

USO – Kommunikationsgerät mit einem Objekt;

DU - Fernbedienung;

SOI – Informationsanzeigetool

• Überwachungsautomatisches Prozessleitsystem (verfügt über eine Reihe lokaler automatischer Leitsysteme, die auf der Grundlage individueller TSA-Anwendungen und eines Zentralrechners (CUVM) aufgebaut sind, mit dem eine Ibesteht lokale Systeme) (Abb. 1.5);

Reis. 1.5. Struktur des Aufsichtskontrollsystems: LR – lokale Regulierungsbehörden

• verteiltes automatisiertes Prozessleitsystem – gekennzeichnet durch die Aufteilung der Informationsverarbeitungs- und Managementkontrollfunktionen auf mehrere geografisch verteilte Objekte und Computer (Abb. 1.6).

Reis. 1.6. Hierarchische Struktur der technischen Mittel von SHG

SEITE 7

Die Klassifizierung technischer Automatisierungsgeräte ist nicht allzu kompliziert und aufwendig. Im Allgemeinen weisen technologische Automatisierungstools jedoch eine recht verzweigte Klassifizierungsstruktur auf. Versuchen wir es herauszufinden.

Moderne Mittel Die Automatisierung wird in zwei Gruppen unterteilt: geschaltete und nicht kommutierte (programmierte) technische Automatisierungsmittel:

1) Geschaltete Automatisierungsausrüstung

Regulierungsbehörden

Relaisschaltungen

2) Programmierte Automatisierungstools

ADSP-Prozessoren

ADSP-Prozessoren sind ein Automatisierungstool, das zur komplexen mathematischen Analyse von Prozessen im System verwendet wird. Diese Prozessoren verfügen über Hochgeschwindigkeits-Eingabe-/Ausgabemodule, die Daten mit hohen Frequenzen an den Zentralprozessor übertragen können, der mithilfe komplexer Mathematik den Betrieb des Systems analysiert. Ein Beispiel sind Schwingungsdiagnosesysteme, die Fourier-Reihen zur Analyse nutzen, Spektralanalyse und einen Impulszähler. In der Regel werden solche Prozessoren in Form einer separaten PCI-Karte implementiert, die in den entsprechenden Steckplatz des Computers eingebaut wird und die CPU für die mathematische Verarbeitung nutzt.

SPS (speicherprogrammierbare Steuerung)

SPSen sind die gebräuchlichsten Automatisierungswerkzeuge. Sie verfügen über eine eigene Stromversorgung, einen Zentralprozessor, RAM, Netzwerkkarte, Ein-/Ausgabemodule. Der Vorteil ist eine hohe Zuverlässigkeit des Systems und eine Anpassung an industrielle Bedingungen. Darüber hinaus kommen Programme zum Einsatz, die zyklisch laufen und über einen sogenannten Watch Dog verfügen, der ein Einfrieren des Programms verhindern soll. Außerdem läuft das Programm sequentiell ab und weist keine parallelen Verbindungen und Verarbeitungsschritte auf, die zu negativen Folgen führen könnten.

PKK (Programmierbare Computersteuerungen)

PKK - Computer mit Ein-/Ausgabekarten, Netzwerkkarten, die zur Ein-/Ausgabe von Informationen dienen.

PACK

PAK ( programmierte automatisierte Steuerungen) – PLC+PKK. Sie verfügen über eine verteilte Netzwerkstruktur zur Datenverarbeitung (mehrere SPS und PCs).

· Spezialisierte Controller

Spezialregler sind keine frei programmierbaren Automatisierungswerkzeuge, sondern nutzen Standardprogramme, bei denen nur einige Koeffizienten geändert werden können (PID-Reglerparameter, Aktorlaufzeit, Verzögerungen usw.). Solche Controller sind im Voraus orientiert bekanntes System Regulierung (Lüftung, Heizung, Warmwasserbereitung). Zu Beginn des neuen Jahrtausends verbreiteten sich diese technischen Mittel der Automatisierung.

Ein Merkmal von ADSP und PKK ist die Verwendung von Standardprogrammiersprachen: C, C++, Assembler, Pascal, da diese auf einem PC erstellt werden. Diese Funktion von Automatisierungstools ist sowohl ein Vorteil als auch ein Nachteil.

Der Vorteil besteht darin, dass Sie mit Standardprogrammiersprachen komplexere und komplexere Programmiersprachen schreiben können flexibler Algorithmus. Der Nachteil besteht darin, dass man für die Arbeit mit ihnen Treiber erstellen und eine komplexere Programmiersprache verwenden muss. Der Vorteil von SPS und PACs liegt in der Verwendung von technischen Programmiersprachen, die durch IEC 61131-3 standardisiert sind. Diese Sprachen sind nicht für einen Programmierer, sondern für einen Elektrotechniker gedacht.

Prinzip der Informationstransformation

Managementprinzipien basieren auf dem Prinzip der Informationstransformation.

Konverter sind Geräte zur Umwandlung von Größen einer physikalischen Art in eine andere und umgekehrt.

Sensoren sind Geräte, die je nach Code ein diskretes Signal erzeugen technologischer Prozess oder Kontakt mit Informationen.

Informationen und Methoden zur Konvertierung

Die Informationen müssen Folgendes enthalten Eigenschaften:

1. Informationen müssen entsprechend dem angenommenen Kodierungssystem bzw. dessen Darstellung verständlich sein.

2. Informationsübertragungskanäle müssen lärmsicher sein und das Eindringen falscher Informationen verhindern.

3. Informationen müssen für die Verarbeitung geeignet sein.

4. Informationen sollten bequem zu speichern sein.

Zur Übermittlung von Informationen werden Kommunikationskanäle genutzt, die künstlich, natürlich oder gemischt sein können.

Reis. 3. Kommunikationskanäle

Auf die Kommunikationskanäle werden wir etwas später noch näher eingehen.