Область застосування

- Системи автоматичного регулювання різних технологічних параметрів

- Віддалені пристрої зв'язку з об'єктом з індикацією

- Територіально розподілені й локальні системи керування

- Віддалений збір даних, диспетчерський контроль, керування виробництвом

  Регулятори представляють собою вільно програмовані компактні прилади. Користувач, що не має знань і навичок програмування, може просто викликати й виконувати функції регулятора шляхом їхньої конфігурації. Регулятори дуже гнучкі у використанні й можуть швидко й легко, змінивши конфігурацію, виконати більшість вимог, що зустрічаються, і завдань керування технологічними процесами.

Регулятори конфігуруються через передню панель приладу або через гальванічно розділений інтерфейс RS-485 (протокол ModBus/RTU), що також дозволяє використовувати прилад як віддалений контролер при роботі в сучасних мережах керування й збору інформації Параметри конфігурації регулятора зберігаються в енергонезалежній пам'яті й прилад здатний відновити виконання завдань керування після переривання напруги живлення. Батарея резервного живлення не використовується.

Регулятори можуть виготовлятися по індивідуальному технічному завданню для виконання конкретного технологічного завдання.

Конфігурація приладів може здійснюватися спеціальним програмним пакетом-конфигуратором "МІК-Интеллект" виробництва підприємства МІКРОЛ.

● Збір, архівування й реєстрація даних здійснюється програмним пакетом " МІК-Реєстратор" виробництва підприємства МІКРОЛ.

Варіант 21

1.Пропорційний закон регулювання. П – регулятори. Часові характеристики, передаточна функція, недоліки та переваги.

Підсилююча ланка – це така ланка АСР в якій в кожен момент часу вихідна величина повторює вхідну з заданим коефіцієнтом пропорційності.

Дифрівняння:

Хвих(t)= К * Хвх(t)

Передаточна функція: W(p)=Хвих(t)/Хвх (t)= К

К- коефіцієнт підсилення

Часова характеристика:

Структурна схема:

Пневматичні П-регулятори: ПР2.5;ПР2.8

Електричні: Любий ПІД-регулятор, відключивши І та Д складову

2.Вторинні прилади системи "СТАРТ".

Вторинні пневматичні прилади призначені для контролю й запису різних технологічних параметрів, величини яких перетворені в стандартний діапазон виміру пневматичного сигналу.

Живлення приладів здійснюється стислим очищеним й осушеним повітрям тиском 1.4  0.14 кгс/см².

Дія вимірювальних систем вторинних пневматичних приладів заснована на компенсаційному принципі вимірювання, при якому зусилля на прийомному елементі, що виникає від вхідного тиску (P_вх), урівноважується зусиллям, що розвивається елементом зворотного зв'язку.

Самопишучі пневматичні прилади обладнані електричними (остання буква в позначенні модифікації приладу (Э) або пневматичним (те ж, буква П) приводом діаграмної стрічки.

Основні характеристики вторинних пневматичних приладів наведені в таблиці.

Таблиця – Основні характеристики пневматичних приладів

Тип приладу	Додаткові пристрої			Кількість контрольованих параметрів				Основна похибка, %	Спосіб контролю
									Показуючий	Самопишучий
	Станція керування	Блок сигна-лізації	Задатчик	1	2	3	4, 6, 8, 16
ПВ3.2	+		+			+		1.0	+
ПВ2.2		+		+				1.0	+
ПВ4.4Э						+		1.0		+
ПВ10.1Э	+		+			+		1.0		+
ПВ10.2Э	+		+				+	1.0		+
ПВ4.2Э				+				1.0		+
ПВ4.3Э					+			1.0		+
ППВ1.1				+				1.0	+
ПКР1				+				0.5 1.0	+	+
ПКР2					+			0.5 1.0	+	+
ПК1.3						+		0.5 1.0	+	+
ПВ1.3				+				0.5	+	+
РПВ4.2Э				+				1.0		+
РПВ4.3Э					+			1.0		+

3 ПРОМИСЛОВІ КОНТРОЛЕРИ

Поява PLC пов'язана насамперед з автоматизацією дискретних процесів і потребою заміни традиційних систем керування, побудованих на базі релейно-контактних або безконтактних логічних схем керування, які працювали за жорсткою логікою. На першому етапі PLC практично один до одного замінили ці схеми, але із суттєвою перевагою - можливістю зміни алгоритму керування шляхом перепрограмування. Звідси і назва - програмований логічний контролер.

Перший PLC, який мав назву MoDiCon (Modular Digital Controller) був використаний у 1968 році в автомобільній промисловості США саме для заміни шаф із релейною логікою. Але дуже швидко побачивши й зрозумівши переваги, які мають системи автоматизації, що побудовані на базі PLC, розробники цієї техніки почали розширювати функціональні й технічні можливості PLC. Сучасні PLC мають велику різноманітність модулів входів-виходів, у тому числі дискретних, аналогових, керування кроковими двигунами, вимірювання ваги і ін. Вони мають у складі свого програмного забезпечення алгоритми аналогової обробки сигналів і задачі неперервного регулювання. Використання різноманітних мереж і польових шин, архітектури клієнт-сервер, нових технологій Microsoft (OPC, COM, DCOM, Аctive-X, Web-client), сучасних SCADA- програм перетворили системи, які побудовані на базі PLC, у потужні розподілені системи, які конкурують із системами DCS у галузі автоматизації неперервних технологічних процесів.

Але при цьому PLC вдалося зберегти особливості, які на початку їх розвитку зумовили їх величезну популярність серед кінцевих користувачів. Це насамперед зручності програмування та обслуговування. Наявність так званих "технологічних" мов програмування значно спростили процедуру реалізації і оперативної зміни алгоритму керування програмним шляхом. Наявність простих для вивчення технологічних мов програмування створює можливість модернізувати алгоритми керування системою безпосередньо кінцевому користувачу. Нині прийнято міжнародний Стандарт МЕК 1131, відповідно до якого рекомендовано п'ять мов програмування PLC: релейно-контактних схем, списку інструкцій, структурованого тексту, функціональних блоків і Графсет.

В архітектурі АСУ ТП контролери займають місце між рівнем датчиків і виконавчих механізмів і системами верхнього рівня керування процесом. Основна функція контролерів у системі - збір, обробка й передача на верхній рівень первинної інформації, а також вироблення керуючих впливів, згідно із запрограмованими алгоритмами керування й передача цих впливів на виконавчі механізми.

Більшість сучасних контролерів виготовляється по секційно-блочному принципу. Кожний логічний модуль фізично являє собою окремий блок, що встановлюється або в монтажний кошик, або на єдину монтажну шину. Комутація між модулями здійснюється через єдиний монтажний крос.

Такий конструктив дозволяє широко варіювати кількість використовуваних модулів і оптимально підбудовувати фізичну архітектуру контролера до розв'язуваного задачі. Крім того, така побудова зручна в обслуговуванні, модернізації й ремонті. При необхідності заміняються лише окремі модулі без зміни архітектури всієї системи.

Основними функціональними елементами контролерів є:

• корпус;

• джерело живлення;

• процесорний модуль;

• модулі вводу-виводу (модулі ПЗО);

• модулі зв'язку й інтерфейсів;

• спеціалізовані модулі.

Джерело живлення повинне забезпечувати безперервність і надійність роботи всіх вузлів контролера. Особлива увага приділяється наявності резервного джерела живлення (як правило, акумуляторна батарея), що дозволяє зберігати інформацію при відключенні зовнішнього електроживлення.

Модуль процесора залежно від використовуваної елементної бази може бути 8-, 16- і 32-розрядним. Обсяг оперативної пам'яті істотно розрізняється в різних моделях контролерів: від десятків кілобайт до десятків мегабайт. По логічній побудові модуль процесора контролера аналогічний системному блоку персонального комп'ютера, де замість дискових накопичувачів у контролерах використовуються перепрограмувальні ПЗУ (ППЗУ) і flash-пам'яті. У деяких моделях контролерів flash-пам'ять відсутня, в інших - може досягати десятків, а іноді й сотень мегабайт. У модулі процесора вбудований також годинник реального часу (RTC).

Модулі вводу-виводу призначені для перетворення вхідних аналогових і дискретних сигналів у цифрову форму й видачі керуючого впливу у вигляді аналогового або дискретного сигналу. Модулі аналогового вводу розраховані на введення уніфікованих сигналів струму (0...5 мА, 0(4) ...20мА) і напруги (0...10В, ± 10 В).

Є спеціалізовані модулі аналогового вводу, розраховані на безпосереднє підключення різних датчиків (наприклад, термопар, термоопорів). Модулі аналогового виводу перетворюють цифровий сигнал в уніфікований сигнал струму або напруги. Модулі дискретного вводу-виводу найчастіше працюють із низкорівневими дискретними сигналами (24 В постійного струму). Деякі моделі контролерів мають у своєму розпорядженні модулі дискретного вводу высокорівневих сигналів постійного або змінного струму (до 250 В) і модулями дискретного виводу, організованих з використанням тиристорів, симісторів (до 250 В, 300 ... 500 мА) і потужнострумовими реле (250 В, 2 А).

Модулі зв'язку й інтерфейсів забезпечують зв'язок контролерів з верхнім рівнем, а також між собою. У практиці побудови АСУ ТП використовуються різні інтерфейси й протоколи передачі даних за допомогою мережі: послідовні інтерфейси: RS-232, 422, 485, ИРПС; мережеві протоколи: Ethernet, Profibus, CAN, Modbus і ін.

Всі сучасні програмувальні логічні контролери (ПЛК) мають розвинені програмні засоби. Незважаючи на існування міжнародного стандарту на мови програмування програмованих логічних контролерів IEC 61131-3 багато виробників постачають свої контролери технологічними мовами власного виробництва. Технологічні мови програмування дозволяють проводити опитування входів і ініціалізацію виходів, обробляти арифметичні та логічні інструкції, керувати таймерами-лічильниками, здійснювати зв'язок з іншими ПЛК і комп'ютером.

Введення програми до пам'яті контролера здійснюється за допомогою спеціальних програматорів або через інтерфейс комп'ютера. Майже кожний виробник разом з контролерами поставляє пакет програм для створення й налагодження контролерного ПЗ на комп'ютері. Поставляються також різноманітні симулятори й спеціалізовані редактори, у тому числі графічні. Після налагодження про-грам контролери можуть зберігати їх в енергонезалежних ПЗП, з яких програма перевантажується в ОЗП після включення живлення або ініціалізації контролера.

Багато сучасних контролерів комплектуються програмувальними терміналами для відображення виконуваного процесу, що дозволяє організувати зручне місце оператора, не використовуючи персональні комп'ютери.

До останнього часу роль контролерів в АСУ ТП в основному виконували програмовані логічні контролери - ПЛК (PLC - Programmable Logic Controller) закордонного й вітчизняного виробництва. Найбільш популярні в нашій країні ПЛК таких закордонних виробників, як Allen-Braidly, Siemens, ABB, Modicon, і такі вітчизняні моделі, як «Ломиконт», «Ремиконт», «Мікродат», «Эмикон».

22 Варіант

1) Інтегральний закон регулювання (І) - у автоматиці - закон при якому керуючий сигнал, що виробляється автоматичним регулятором, дорівнює інтегралу від розузгодження в часі:

U = ,

Інтегральний закон регулювання реалізовується астатичним або І-регулятором з параметром налаштування .

Швидкість руху регулюючого органа для даного закону пропорційна величині розузгодження.

І-регулятор - автоматичний регулятор, що реалізує інтегральний (І) закон регулювання. І-регулятори часто називають астатичними, або регуляторами без зворотного зв’язку.

Ці регулятори характеризуються відсутністю в стані рівноваги однозначної залежності між значенням регульованого параметра і положенням регулюючого органу, що обумовлено відсутністю зворотного зв’язку.

Часові динамічні характеристики являють собою функції часу і служать для оцінки динамічних властивостей елементів при їх дослідженні в області дійсної змінної t.

Розрізняють два види часових характеристик: перехідні — h (t) і імпульсні – w(t).

2) конструкторами була розроблена уніфікована система пневматичних пристроїв серії СТАРТ які складаються з елементів УСЕППА.

Ця система містить такі елементи: пнемо-опори, пнемо-ємності, пневмореле, за датчики, кнопки і т.д.

Ці елементи, які утворюють пневматичні пристрої монтуються на платі з органічного скла. Зв’язок між елементами здійснюється крізь канали у платі.

Технічні характеристики пристроїв серії СТАРТ:

1. Пристрій алгебраїчного підсумування

ПФ1.1-призначений для алгебраїчного додавання 3-ох пнемо сигналів, 2 з яких зі знаком + і 1 зі знаком -.

2. Пристрій добування кореня

ПФ1.17

3. Пристрій множення на постійний коефіцієнт.

ПФ3.9

4. ПР1.5-призначений для двопозиційного регулювання параметра від заданого значення (зона нечутливості +-1%)

5. ПР1.6- призначений для двопозиційного регулювання параметра від заданого значення,діапазон настройки зони 10-80% (відсутній манометр живлення).

6. ПР2.5-відпрацьовує П-закон регулювання (без вбудованого за датчика)

7. ПР2.8 відпрацьовує П-закон регулювання (з вбудованим за датчиком)

S=2-3000%

8. ПР3.21-відпрацьовує ПІ-закон, без вбудованого за датчика

9. ПР3.31- відпрацьовує ПІ-закон, з вбудованим за датчиком

S=2-3000% ;Т_і=0,05-100хв

10.ПР3,33-ПІ-регулятор, співвідношення двох параметрів.

S=2-3000% ;Т_і=0,05-100хв;С=від1:1 до 10:1

11.ПР3,34-ПІ-регулятор, співвідношення двох параметрів, з корекцією по 3-му параметру.

12.ПР3.35- відпрацьовує ПІД закон

S=2-3000% ;Т_і=0,05-100хв;Т_д=0,05-10хв.

3) Критерій стійкості Гурвіца — один із способів аналізу лінійної стаціонарної динамічної системи на стійкість, розроблений німецьким математиком Адольфом Гурвіцем. Поряд з критерієм Рауса є представником сімейства алгебраїчних критеріїв стійкості, на відміну від частотних критеріїв, таких як критерій стійкості Найквіста. Перевагою методу є принципова простота, недоліком - необхідність виконання операції обчислення визначника, яка пов'язана з певними обчислювальними тонкощами (наприклад, для великих матриць може виявитися чималою обчислювальна помилка).