- •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
5. Протокол hart.
Схема взаимоотношений между узлами сети основана на принципе MASTER/SLAVE. В HART-сети может присутствовать до 2 MASTER-узлов (обычно один). Второй MASTER, как правило, освобожден от поддержания циклов передачи и используется для организации связи с какой-либо системой контроля/отображения данных. Стандартная топология - "звезда", но возможна и шинная организация. Для передачи данных по сети используются два режима:
1) асинхронный: по схеме "MASTER-запрос\SLAVE-ответ" (один цикл укладывается в 500 мс);
2) синхронный: пассивные узлы непрерывно передают свои данные MASTER-узлу (время обновления данных в MASTER-узле за 250-300 мс).
За одну посылку один узел может передать другому до 4 технологических переменных, а каждое HART-устройство может иметь до 256 переменных, описывающих его состояние. Контроль корректности передаваемых данных основан на получении подтверждения.
6. Шина Foundation Fieldbus.
Foundation Fieldbus - это название промышленной шины, поддерживаемой организацией Fieldbus Foundation. Как и CiA, Fieldbus Foundation тоже является ассоциацией, появившейся в результате слияния североамериканских компаний ISP-Foundation и WorldFIP.
В Foundation Fieldbus используются
базовый физический уровень (H1 FF), обеспечивающий скорость передачи в 31,25 Кбит/с, - на основе модифицированной версии физического уровня IEC 1158-2,
скоростной физический уровень (H2 FF) с максимальной скоростью передачи в 1 Мбит/с - на основе IEC 1158-2,
уровень сетевого протокола, в котором используются элементы проекта стандарта унифицированной промышленной шины IEC/ISA SP 50 ,
прикладной уровень, включающий элементы концепции ISP/PROFIbus (версии 3.0).
Шина Foundation Fieldbus ориентирована на непрерывное управление во "влажных" производствах, в потенциально взрывоопасных средах и поэтому должна проектироваться на базе низковольтной малоточной логики. Шина Foundation Fieldbus сходна с шиной PROFIbus-PA, которая также имеет встроенные средства защиты. Кроме того, в ней имеются средства поддержки высокоуровневого супервизорного контроля, аналогичные средствам шины PROFIbus-FMS.
7. Протокол lon (lonTalk).
Протокол LON (точнее LONTalk) был разработан американской компанией Echelon Corporation для построения интеллектуальных систем жизнеобеспечения зданий.
LON-сеть может состоять из сегментов с различными физическими средами передачи: витая пара, радиочастотный канал, инфракрасный луч, линии напряжения, коаксиальный и оптический кабели. Для каждого типа физического канала существуют трансиверы, обеспечивающие работу сети на различных по длине каналах, скоростях передачи и сетевых топологиях.
При разрешении коллизий используется предсказывающий алгоритм их предупреждения, то есть доступ к каналу упорядочивается на основе знания о предполагаемой нагрузке этого канала. Узел, желающий передавать, всегда получает доступ к каналу со случайной задержкой из некоторого диапазона. Для предотвращения снижения пропускной способности сети величина задержки представлена как функция числа незавершенных заданий (backlog), стоящих в очереди на выполнение. Способность алгоритма, реализованного на MAC-уровне, "предсказывать" основана на оценке числа незавершенных заданий. Каждый узел имеет и поддерживает текущее значение backlog: инкрементирование и декрементирование происходит по результатам отправления и приема пакетов.
Максимальная размерность LON-сети - 32000 узлов, соединенных различными физическими средами в произвольной сетевой конфигурации.