К Г Э У |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
|
Кафедра АТПП
А. Н. Богданов
КУРС ЛЕКЦИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ»
СОДЕРЖАНИЕ
Лк. |
Тема лекционного занятия |
Стр. |
|
Введение в курс «ТСАиУ». |
4 |
1 |
Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления технологическими процессами. Классы и типовые структуры САиУ. Основные понятия и определения. |
5 |
2 |
Назначение и состав технических средств САиУ, типовое обеспечение САиУ. Характеристики элементов регулирования и управления. |
11 |
3 |
Комплексы технических средств, программно-технические комплексы. Аппаратно-программные средства распределенных САиУ. |
17 |
|
Часть I. Контрольно-измерительные средства САиУ. |
23 |
4 |
Технические средства получения информации о состоянии объекта управления, датчики, измерительные преобразователи. ГСП. Назначение, классификация, принципы построения ИП. |
24 |
5 |
Назначение, основные группы датчиков и физические принципы действия. |
31 |
6 |
Методы измерения линейных и угловых перемещений. Датчики скорости (частоты вращения), положения. |
43 |
7 |
Средства измерения температуры |
53 |
8 |
Средства измерения давления. Измерение механических усилий, давления и разряжения. |
65 |
9 |
Измерение расхода пара, газа и жидкости. |
71 |
10 |
Уровнемеры. Методы и приборы для измерения уровня. |
85 |
11 |
Измерение электрических величин. Приборы сравнения. Приборы непосредственной оценки. |
98 |
12 |
Оптоволоконные датчики. Интеллектуальные датчики и измерительные преобразователи. |
82 |
|
Часть II. Исполнительные устройства и механизмы. |
114 |
13 |
Технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления. Исполнительные устройства и механизмы. |
115 |
14 |
Исполнительные механизмы. Классификация и основные характеристики. |
123 |
15 |
Электродвигательные и электромагнитные ИМ. |
128 |
16 |
Регулирующие органы. |
131 |
17 |
ЧРП |
135 |
|
Часть III. Управляющие устройства. |
148 |
18 |
Технические средства обработки, хранения информации и выработки управляющих воздействий |
149 |
19 |
Контроллеры и регуляторы |
153 |
20 |
Программируемые логические контроллеры. |
162 |
21 |
Технические средства приема, преобразования и передачи измерительной и командной информации по каналам связи, устройства связи с объектом управления, системы передачи данных, интерфейсы САиУ. |
168 |
|
Часть IV. Промышленные информационные сети. |
172 |
22 |
Промышленные информационные сети в системах автоматизации и управления технологическими процессами, их назначение и классификация. |
173 |
23 |
Классификация, основные характеристики интерфейсов систем автоматизации и управления. Последовательные и параллельные интерфейсы. |
181 |
24 |
Локальные управляющие вычислительные сети (ЛУВС), технические средства и методы управления доступом к моноканалам ЛУВС |
194 |
|
Часть V. Программное обеспечение САиУ |
202 |
25 |
Программное обеспечение систем автоматизации и управления. |
203 |
26 |
Устройства взаимодействия с оперативным персоналом САиУ, типовые средства отображения и документирования информации, устройства связи с оператором |
211 |
27 |
Принципы построения, классификация и технические характеристики; видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы; операторские панели и станции, регистрирующие и показывающие приборы |
215 |
2010 Кгэу введение в курс «технические средства автоматизации и управления»
Лекция №1
Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления технологическими процессами. Классы и типовые структуры САиУ.Основные понятия и определения.
Лекция №2
Назначение и состав технических средств САиУ, типовое обеспечение САиУ. Характеристики элементов регулирования и управления.
Лекция №3
Комплексы технических средств, программно-технические комплексы. Аппаратно-программные средства распределенных САиУ.
Лекция №1 Типовые структуры и средства систем автоматизации и управления технологическими процессами. Классы и типовые структуры сАиУ. Основные понятия и определения.
Современная АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную систему управления.
Рис. 1.1. Пример структуры АСУ.
Упрощенная структура АСУ представлена на рис. 1.1, в зависимости от производства, от целей автоматизации структура АСУ может включать подсистемы – РСУ и ПАЗ, различные дополнительные уровни и элементы.
Основными видами устройств в схемах автоматизации являются:
датчики. Современные датчики могут включать следующие составляющие – измерительный преобразователь (преобразует физическую величину в электрическую), преобразователь в унифицированный сигнал (опционально), индикатор (опционально), микропроцессорную составляющую (опционально).
Датчик, сенсор (от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.
Общие сведения
Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.
Классификация датчиков
Классификация по измеряемому параметру
Датчики давления
Датчики расхода
Уровня
Температуры
Датчик концентрации
Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
Перемещения
Положения
Фотодатчики
Датчик углового положения
Датчик вибрации
Датчик механических величин
Датчик дуговой защиты
Классификация по принципу действия
Оптические (фотодатчики)
Магнитоэлектрические (На основе эффекта Холла)
Пьезоэлектрические
Тензо преобразователь
Ёмкостной датчик
Потенциометрический датчик
Индуктивный датчик
Индукционный датчик
Классификация по характеру выходного сигнала
Дискретные
Аналоговые
Цифровые
Импульсные
управляющие устройства. В зависимости от задачи автоматизации, УУ может быть регулятор, микроконтроллер, контроллер.
Регулятор — в теории управления устройство, которое следит за работой объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы. Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления (непосредственно, либо с помощью наблюдателей) и реагируют на их изменение с помощью некоторых алгоритмов управления в соответствии с заданным качеством управления.