1.2. Классификация средств автоматизации

По функциональному признаку типовые средства автоматизации подразделяются на технические или аппаратные, программно-технические и общесистемные средства автоматизации.

Технические средства автоматизации (ТСА)

1. датчики или первичные измерительные преобразователи;

2. Исполнительные механизмы;

3. линии связи;

4. вторичные показывающие и регистрирующие приборы;

5. устройства одноконтурного аналогового и цифрового регулирования;

6. программно–задающие блоки;

7. устройства логико-командного управления;

8. модули сбора и первичной обработки данных и контроля состояния ТОУ;

9. модули гальванической развязки и нормализации сигналов;

10. преобразователи сигналов из одной формы в другую;

11. модули представления данных, индикации, регистрации, выработки и выдачи управляющих воздействий;

12. буферные запоминающие устройства;

13. программируемые таймеры;

14. специализированные вычислительные устройства, например для извлечения квадратного корня, логарифмирования.

Программно-технические средства автоматизации

1. аналого-цифровые преобразователи, управляемые ЭВМ;

2. блоки многоконтурного аналогового и аналого-цифрового регулирования;

3. устройства многосвязного программно-логического управления;

4. блоки многоканального сбора, обработки данных и контроля состояния ТОУ;

5. программируемые микроконтроллеры;

6. локальные вычислительные сети.

Общесистемные средства автоматизации

1. устройства сопряжения или адаптеры связи, контроллеры связи, блоки общей памяти;

2. магистрали (шины);

3. устройства общесистемной диагностики;

4. процессоры прямого доступа для накопления информации, пульты оператора.

1.3. Этапы развития средств автоматизации

Выделяют три этапа развития средств автоматизации.

1. Первый этап – частичная комплексная автоматизация и механизация управления технологическим процессом. Первый этап характеризуется развитием мелких промышленных предприятий и избытком дешевой рабочей силы. Человек осуществляет наблюдение за ходом технологического процесса и реализует управляющие воздействия, что постепенно привело к появлению дистанционного управления. Кроме того, на первом этапе создавались простейшие автоматические регуляторы, в опасных для человека установках, например, регуляторы в паровых машинах. Особенностью автоматических регуляторов, создаваемых на первом этапе, является совмещение всех устройств автоматизации в единую конструкцию.

2. Второй этап – полная комплексная автоматизация и механизация технологического процесса. Второй этап характеризуется бурным развитием электротехники и электроники, производством электрических машин и применением электрических приводов. Это, в свою очередь, способствовало развитию электрических технических средств автоматизации, на базе которых создавались и создаются наиболее совершенные системы. Появляется отдельная отрасль промышленности, выпускающая технические средства автоматизации. Технические средства автоматизации изготавливаются в виде автономных устройств. Из автономных устройств путем монтажа и создания каналов связи, получают систему автоматизации с требуемыми свойствами и техническими характеристиками. Использование в виде устройств ТСА автономных изделий потребовало осуществить унификацию выпускаемых технических средств автоматизации. Это позволило минимизировать количество типов каждого устройства, но, в то же время, обеспечить многообразие систем, создаваемых на основе этих устройств. Появилась возможность стандартизации выпускаемых устройств (по техническим характеристикам, габаритным размерам), что способствовало повышению эффективности их применения, повысило удобство обслуживания и надежность работы.

3. Третий этап – внедрение АСУ ТП, построенных на базе электронно-вычислительных машин (ЭВМ). На этом этапе сложные задачи управления производством решаются с помощью электронно-вычислительных машин и устройств сопряжения ЭВМ с объектом управления (УСО). На третьем этапе развития ТСА стало возможным использование многоуровневого управления производством. Каждому уровню управления соответствуют свои ТСА. На первом (нижнем) уровне управления используются средства, реализующие простейшие одноконтурные системы автоматического регулирования, каждая из них обеспечивает автоматическую стабилизацию одного технологического параметра. Каждый модуль первого уровня автоматической системы регулирования реализует жесткий алгоритм управления, определяемый структурой регулятора. Второй уровень управления реализован на ЭВМ, подключаемой к объекту управления через соответствующие устройства сопряжения. На основе информации, поступающей от датчиков технологических параметров, ЭВМ определяет оптимальные настройки для регуляторов, применяемых на первом уровне.