- •1. Основные термины и определения тау.
- •1.1. Основные понятия.
- •1.2. Классификация аср.
- •1. По назначению (по характеру изменения задания):
- •2. По количеству контуров:
- •3. По числу регулируемых величин:
- •4. По функциональному назначению:
- •5. По характеру используемых для управления сигналов:
- •6. По характеру математических соотношений:
- •7. По виду используемой для регулирования энергии:
- •8. По наличию внутреннего источника энергии
- •9. По принципу регулирования:
- •2. Характеристики и модели элементов и систем.
- •2.1. Основные модели.
- •2.2. Статические характеристики.
- •2.3. Временные характеристики.
- •2.4. Дифференциальные уравнения. Линеаризация.
- •2.5. Преобразования Лапласа.
- •2.6. Передаточные функции.
- •2.6.1 Определение передаточной функции.
- •2.6.2 Примеры типовых звеньев.
- •2.6.3 Соединения звеньев.
- •2.6.4 Передаточные функции аср.
- •2.6.5 Определение параметров передаточной функции объекта по переходной кривой.
- •2.7. Частотные характеристики.
- •2.7.1 Определение частотных характеристик.
- •2.7.2 Логарифмические частотные характеристики.
- •3. Качество процессов управления.
- •3.1. Критерии устойчивости.
- •3.1.1 Понятие устойчивости линейных систем.
- •3.1.2 Корневой критерий.
- •3.1.3 Критерий Стодолы.
- •3.1.4 Критерий Гурвица.
- •3.1.5 Критерий Михайлова.
- •3.1.6 Критерий Найквиста.
- •3.2. Показатели качества
- •3.2.1 Прямые показатели качества.
- •3.2.2 Корневые показатели качества.
- •3.2.3 Частотные показатели качества.
- •3.2.4. Интегральные показатели качества.
- •3.2.5 Связи между показателями качества.
- •4. Настройка регуляторов.
- •4.1. Типовые законы регулирования.
- •4.2. Определение оптимальных настроек регуляторов.
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления.
- •1. Измерения технологических параметров.
- •1.1. Государственная система приборов (гсп).
- •1.2. Основные определения.
- •1.3. Классификация контрольно-измерительных приборов.
- •1.4. Виды первичных преобразователей.
- •1.5. Методы и приборы для измерения температуры.
- •1.5.1 Классификация термометров.
- •1.5.2 Термометры расширения. Жидкостные стеклянные.
- •1.5.3 Термометры, основанные на расширении твердых тел.
- •1.5.4 Газовые манометрические термометры.
- •1.5.5 Жидкостные манометрические термометры.
- •1.5.6 Конденсационные манометрические термометры.
- •1.5.7 Электрические термометры.
- •1.5.8 Термометры сопротивления.
- •1.5.9 Пирометры излучения.
- •1.5.10 Цветовые пирометры.
- •1.6. Вторичные приборы для измерения разности потенциалов.
- •1.6.1 Пирометрические милливольтметры.
- •1.6.2 Потенциометры.
- •1.6.3 Автоматические электрические потенциометры.
- •1.7. Методы измерения сопротивления.
- •1.8. Методы и приборы для измерения давления и разряжения.
- •1.8.1 Классификация приборов для измерения давления.
- •I. По принципу действия:
- •II. По роду измеряемой величины:
- •1.8.2 Жидкостные манометры.
- •1.8.3 Чашечные манометры и дифманометры.
- •1.8.4 Микроманометры.
- •1.8.5 Пружинные манометры.
- •1.8.6 Электрические манометры.
- •1.9. Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости.
- •1.9.1 Классификация.
- •1.9.2 Метод переменного перепада давления.
- •1.9.3 Расходомеры постоянного перепада давления.
- •1.10.2 Поплавковый метод измерения уровня.
- •1.10.3 Буйковые уровнемеры.
- •1.10.4 Гидростатические уровнемеры.
- •1.10.5 Электрические методы измерения уровня.
- •1.10.6 Радиоволновые уровнемеры.
- •2. Исполнительные устройства.
- •2.1. Классификация исполнительных устройств.
- •2.2. Исполнительные устройства насосного типа.
- •2.3. Исполнительные устройства реологического типа.
- •2.4. Исполнительные устройства дроссельного типа.
- •2.5. Исполнительные механизмы.
- •3. Функциональные схемы автоматизации
- •3.1. Условные обозначения
- •3.2. Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации
- •3.3. Основные принципы построения функциональных схем автоматизации
- •Xe [xt] xiа лампочка.
- •Xe [xt] xirа лампочка.
- •Xe [xt] xiс задвижка.
- •3.4. Примеры схем контроля температуры.
- •1. Индикация и регистрация температуры (tir, рисунок 2.35).
- •2. Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (tirс, пневматика, рисунок 2.36).
- •Часть 3. Современные системы управления производством.
- •1. Структура современной асутп
- •2. Аппаратная реализация систем управления.
- •2.1. Средства измерения технологических параметров.
- •2.2. Устройства связи с объектом.
- •2.4. Аппаратная и программная платформа контроллеров.
- •2.5. Промышленные сети.
- •3. Программная реализация систем управления.
- •3.1. Виды программного обеспечения.
- •3.2. Scada-системы
- •3.3. Работа с субд.
- •3.3.1 Принципы работы баз данных.
- •3.3.2 Обеспечение безопасности баз данных.
- •3.3.3 Операторы языка sql
- •3.4. Методология idef
- •3.4.1. Модели систем
- •3.4.3. Методика построения информационной модели.
- •3.5. Программные системы управления производством.
- •Литература
- •1. Шина asi.
- •2. Шина ControlNet.
- •3. Шина Interbus.
- •4. Шина can.
- •5. Протокол hart.
- •6. Шина Foundation Fieldbus.
- •7. Протокол lon (lonTalk).
- •8. Шина DeviceNet.
- •9. Протокол WorldFip.
- •10. Сеть Profibus.
- •11. Протокол Ethernet.
- •Содержание
- •Часть 1. Теория Автоматического Управления (тау) 4
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления. 63
- •Часть 3. Современные системы управления производством 104
3. Шина Interbus.
Происхождение: Phoenix Contact, 1984 год.
Топология на основе быстродействующих сдвиговых регистров.
Максимальное число узлов: 256.
Коннекторы: 9-штырьковые D-Shell- и 23-миллиметровые цилиндрические DIN-разъемы; соединения: витая пара, оптоволоконный канал, контактное кольцо, инфракрасная связь, SMG.
Длина соединения: 400 метров на сегмент, в сумме до 12,8 км.
Скорость передачи: 500 Кбит/с (также возможна скорость 2 Мбит/с).
Размер сообщения: 512 байт данных на узел, число передаваемых блоков не ограничено.
Типы обмена сообщениями: сканирование устройств ввода/вывода, РСР-канал для передачи данных.
Типовые области применения: в основном в сборочных, сварочных и транспортировочных агрегатах. Используется для однокабельного соединения многовходовых блоков датчиков, пневматических вентилей, считывателей штрих-кодов, приводов и операторских пультов. Может применяться вместе с подсетями SensorLoop и AS-I.
Достоинства: существенно упрощающая конфигурирование системы автоадресации, расширенные диагностические возможности, широкая распространенность (особенно в Европе), низкие издержки, малое время отклика, рациональное использование пропускной способности, подача напряжения питания (для устройств ввода) по сетевому кабелю.
Недостатки: сбой любого соединения приводит к отказу всей сети; ограниченные возможности по передаче данных большого объема.
Информация об адресе в протоколе отсутствует; данные в сети пересылаются по кругу, и главное устройство всегда способно определить, из какого узла считывается или в какой узел передается информация по, так сказать, положению этого узла в кольце. Издержки протокола, таким образом, минимальны; в типовых системах с несколькими десятками узлов и (возможно) десятком устройств ввода/вывода на узел немногие шины способны показывать лучшие результаты, чем Interbus.
Кольцевая топология дает главному устройству возможность самому себя конфигурировать, причем в некоторых случаях данный процесс не требует вмешательства со стороны пользователя. Таким образом, Interbus вполне может играть роль сети, "защищенной от дурака". Кроме того, точность сведений о сетевых отказах и месте их возникновения значительно упрощает процесс их (отказов) поиска и устранения.
4. Шина can.
CAN (Controller Area Network) - последовательная шина, разработанная компаниями Bosch и Intel для автомобильной промышленности. В настоящее время она используется и в распределенных системах управления (а также и в других областях автоматизации и контроля) для объединения интеллектуальных датчиков, интеллектуальных приводов и высокоуровневых систем.
CAN - это шина с несколькими мастер-узлами на основе пары медных проводников. Скорость передачи данных по этой шине зависит от длины линии связи. На расстояния до 40 метров данные могут передаваться со скоростью 1 Мбит/с, при передаче на 1000 метров скорость падает до 50 Кбит/с.
Максимальное число узлов: 64.
Коннекторы: популярные быстроразборные 18-миллиметровые ("мини-") и 12-миллиметровые ("микро-") разъемы с гнездами и штекерами в герметичном исполнении и универсальные 5-штырьковые клеммные блоки.
Длина соединения: от 100 до 500 метров.
Скорость передачи данных: 125, 250 и 500 Кбит/с.
Максимальный размер сообщения: 8 байт на сообщение для одного узла.
Типы сообщений: Polling (опрос), Strobing (стробирование), Change-of-State (изменение состояния), Cyclic (циклическое); Explicit (для передачи конфигурационных сведений и значений параметров) и UCMM (для обмена между одноранговыми устройствами). Модель обмена производитель/потребитель (Producer/Consumer).
Достоинства: дешевизна, широкое распространение, высокая надежность, эффективное использование пропускной способности, в большей степени пригодна для быстродействующих систем управления перемещением и контуров регулирования с обратной связью, подача питающего напряжения по сетевому кабелю..
Недостатки: ограниченная пропускная способность, ограниченный размер сообщений, ограниченная длина соединения, чрезмерная сложность и запутанность протокола с точки зрения разработчиков.
Основное отличие CANopen от других промышленных шин, ориентированных на соединения типа "главный-подчиненный", заключается в способности каждого узла самостоятельно обращаться к шине и напрямую обмениваться данными с любым другим узлом, минуя главное устройство. Поскольку в основе CANopen лежит протокол CAN, процесс передачи данных в коммуникационном профиле определен как управляемый событиями, что позволяет максимально сократить объем трафика. Для нужд систем управления перемещениями в CANopen имеются операции синхронизации (циклическая и ациклическая).