
- •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.
- •Общие сведения
- •Классификация датчиков
- •Основные принципы
- •Примеры и применение
- •Исполнительное устройство
- •Дополнительный блок
- •Противоаварийная защита – паз
- •Методы стандартизации и структура технических средств автоматизации.
- •Структура комплекса асутп.
- •Характеристики элементов регулирования и управления
- •Лекция №3 Комплексы технических средств, программно-технические комплексы. Аппаратно-программные средства распределенных сАиУ.
- •Технические средства верхнего уровня:
- •Контрольно-измерительные средства сАиУ.
- •Лекция №4 Технические средства получения информации о состоянии объекта управления, датчики, измерительные преобразователи. Гсп. Назначение, классификация, принципы построения ип.
- •Государственная система приборов и средств автоматизации промышленного назначения
- •Унификация средств автоматизации.
- •Назначение, классификация, принципы построения ип.
- •Лекция №5 Назначение, основные группы датчиков и физические принципы действия.
- •Классификация датчиков
- •Лекция №6 Методы измерения линейных и угловых перемещений. Датчики скорости (частоты вращения), положения. Датчики линейных перемещений
- •Обзор методов измерения
- •Резистивные чувствительные элементы
- •Индуктивные датчики
- •Емкостные чувствительные элементы
- •Датчики скорости (частоты вращения).
- •Бесконтактные датчики положения механизмов
- •Лекция №7 Средства измерения температуры
- •Методы и технические средства измерения температуры
- •Лекция №8 Средства измерения давления. Измерение механических усилий, давления и разряжения.
- •Особенности эксплуатации приборов для измерения давления
- •Манометр
- •Вакуумметр
- •Лекция №9 Измерение расхода пара, газа и жидкости.
- •Вихреакустические преобразователи
- •Вихревые преобразователи
- •Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры
- •Расходомеры вихревые
- •Расходомеры электромагнитные
- •Метод переменного перепада давления
- •Лекция №10 Уровнемеры. Методы и приборы для измерения уровня.
- •Методы и приборы для измерения уровня что необходимо учитывать при выборе уровнемера?
- •При выборе средств измерений уровня учитывается:
- •Радарный уровнемер
- •Ультразвуковые уровнемеры
- •Волноводный уровнемер
- •Датчики гидростатического давления (уровня)
- •Приборы магнитоэлектрической системы
- •Приборы электромагнитной системы
- •Приборы электродинамической системы
- •Приборы индукционной системы
- •Приборы сравнения. Принцип работы потенциометра
- •Автоматические электрические потенциометры
- •Метод измерения сопротивления
- •Использование электроизмерительных приборов
- •Лекция №12 Оптоволоконные датчики. Интеллектуальные датчики и измерительные преобразователи.
- •Интeллeктyaльныe cpeдcтвa измepeний
- •Исполнительные устройства и механизмы.
- •Лекция №13 Технические средства использования командной информации и воздействия на объект управления. Исполнительные устройства и механизмы.
- •Классификация исполнительных механизмов и регулирующих органов
- •Терминология
- •Лекция №14 Исполнительные механизмы. Классификация и основные характеристики.
- •Исполнительные механизмы (им) классифицируются по следующим признакам:
- •Основные элементы электрических им
- •Эксплуатационные характеристики им:
- •Позиционеры
- •Управление им
- •Типы устройств, рекомендуемых для управления механизмами
- •Лекция №15 Электродвигательные и электромагнитные им.
- •Электромагнитные им.
- •Лекция №16 Регулирующие органы.
- •Регулирующие органы дроссельного типа.
- •Лекция №17 Частотно-регулируемый привод. Проекты асу технологических процессов и установок коммунального хозяйства с применением частотно-регулируемых приводов.
- •Управляющие устройства.
- •Лекция №18 Технические средства обработки, хранения информации и выработки управляющих воздействий Система управления
- •Типы систем автоматического управления
- •Регулятор (теория управления)
- •Лекция №19 Контроллеры и регуляторы
- •Общие сведения
- •Контроллеры.
- •Лекция №20 Программируемые логические контроллеры.
- •Промышленные информационные сети.
- •Лекция №22 Промышленные информационные сети в системах автоматизации и управления технологическими процессами, их назначение и классификация. В качестве введения
- •Фабрика будущего
- •Текущее состояние
- •"Закрытые" и "открытые" системы связи
- •Модель взаимосвязи открытых систем
- •Применение osi-модели в промышленных сетях
- •2. Основные сетевые топологии
- •Структура "звезда"
- •Структура "кольцо"
- •Структура "шина"
- •3. Передача данных
- •Интерфейс rs-232c
- •Интерфейс rs-422
- •Интерфейс rs-485
- •4. Методы доступа к шине
- •Случайный метод доступа к шине (csma/cd)
- •Метод передачи маркера (The Token Passing Method)
- •Метод master-slave
- •5. Основные критерии выбора
- •Лекция №23 Классификация, основные характеристики интерфейсов систем автоматизации и управления. Последовательные и параллельные интерфейсы.
- •6. Промышленные сети
- •1. Циклический трафик.
- •2. Периодический трафик.
- •3. Обслуживание сообщений.
- •Общее заключение
- •Лекция №24 Локальные управляющие вычислительные сети (лувс), технические средства и методы управления доступом к моноканалам лувс Локальные управляющие вычислительные сети
- •Топология сети
- •Сетевая архитектура Ethernet
- •Программное обеспечение сАиУпрограммное обеспечение саиу
- •Лекция №25 Программное обеспечение систем автоматизации и управления.
- •Примеры scаda-систем.
- •Технические характеристики
- •Стоимостные характеристики
- •Эксплуатационные характеристики
- •Требования к системам верхнего уровня
- •Лекция №27 Принципы построения, классификация и технические характеристики; видеотерминальные средства, мнемосхемы, индикаторы; операторские панели и станции, регистрирующие и показывающие приборы
- •Отображение параметров контроля технологического процесса
- •Отображение элементов управления параметрами технологического процесса
Терминология
Исполнительное устройство
Исполнительное устройство - устройство системы автоматического управления или регулирования трубопроводной арматурой, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией.
Исполнительное устройство состоит из двух функциональных блоков: исполнительного механизма и регулирующего органа и может оснащаться дополнительными блоками.
Нормально закрытое исполнительное устройство
Нормально закрытое исполнительное устройство - исполнительное устройство, в котором при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие, проход закрывается.
Нормально открытое исполнительное устройство
Нормально открытое исполнительное устройство - исполнительное устройство, в котором при прекращении подвода энергии, создающей перестановочное усилие, проход открывается.
Электрическое исполнительное устройство
Электрическое исполнительное устройство - исполнительное устройство с электрическим исполнительным механизмом.
Гидравлическое исполнительное устройство
Гидравлическое исполнительное устройство - исполнительное устройство с гидравлическим исполнительным механизмом. Отличают:
- электрогидравлические исполнительные устройства с электрогидравлическими преобразователями; и
- пневмогидравлические исполнительные устройства с пневмогидравлическими преобразователями.
- мембранные гидравлические исполнительные устройства с мембранными исполнительными механизмами;
- поршневые гидравлические исполнительные устройства с поршневыми исполнительными механизмами.
Пневматическое исполнительное устройство
Пневматическое исполнительное устройство - исполнительное устройство с пневматическим исполнительным механизмом. Отличают:
- электропневматические исполнительные устройства с электропневматическими преобразователями;
- мембранные пневматические исполнительные устройства с мембранными исполнительными механизмами;
- поршневые пневматические исполнительные устройства с поршневыми исполнительными механизмами.
Исполнительный механизм
Исполнительный механизм - механизм предназначенный для управления исполнительным органом в соответствии с командной информацией. В системах автоматического регулирования исполнительный механизм предназначен для перемещения затвора регулирующего органа.
Рабочая среда исполнительного механизма
Рабочая среда исполнительного механизма - среда, создающая перестановочное усилие исполнительного механизма.
Выходной элемент
Выходной элемент - элемент исполнительного механизма, передающий перестановочное усилие или момент регулирующему органу.
Перестановочное усилие
Перестановочное усилие - усилие, передаваемое выходным элементом исполнительного механизма регулирующему органу.
Многооборотный исполнительный механизм
Многооборотный исполнительный механизм - исполнительный механизм, выходной элемент которого вращается (более 360 град.).
Поворотный исполнительный механизм
Поворотный исполнительный механизм - исполнительный механизм, выходной элемент которого перемещается по дуге (до 360 град.).
Гидравлический исполнительный механизм
Гидравлический исполнительный механизм - исполнительный механизм, использующий энергию жидкости, находящейся под давлением.
Пневматический исполнительный механизм
Пневматический исполнительный механизм - исполнительный механизм, использующий энергию сжатого воздуха или газа.
Мембранный исполнительный механизм
Мембранный исполнительный механизм - исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие хотя бы в одном направлении создается давлением рабочей среды в мембранной полости.
Беспружинный мембранный исполнительный механизм
Беспружинный мембранный исполнительный механизм - мембранный исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие в обоих направлениях создается давлением рабочей среды в двух мембранных полостях.
Поршневой исполнительный механизм
Поршневой исполнительный механизм - исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие создается давлением рабочей среды в поршневых полостях.
Пружинный мембранный исполнительный механизм
Пружинный мембранный исполнительный механизм - мембранный исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие в одном направлении создается давлением рабочей среды в мембранной полости, а в другом - силой сжатой пружины.
Пружинный поршневой исполнительный механизм
Пружинный поршневой исполнительный механизм - поршневой исполнительный механизм, в котором перестановочное усилие в одном направлении создается давлением рабочей среды в поршневой полости, а в другом - силой сжатой пружины.
Прямоходный исполнительный механизм
Прямоходный исполнительный механизм - исполнительный механизм, выходной элемент которого перемещается поступательно.
Электрический исполнительный механизм
Электрический исполнительный механизм - исполнительный механизм, использующий электрическую энергию для управления регулирующими клапанами. В конструкцию электрического исполнительного механизма входит электродвигатель, редуктор, конечные выключатели и реостат обратной связи.
Дополнительный блок
Дополнительный блок - блок, предназначенный для расширения области применения исполнительного устройства в различных схемах управления.
Датчик положения
Датчик положения - дополнительный блок, дающий информацию:
- о положении выходного элемента исполнительного механизма (для исполнительного механизма);
или
- о положении затвора исполнительного устройства (для исполнительного устройства).
Пневматический позиционер
Пневматический позиционер - позиционер с пневматическим входным сигналом, применяемый на пневматических исполнительных механизмах.
Позиционер
Позиционер - дополнительный блок исполнительного механизма:
- контролирующий положение регулирующего элемента;
- предназначенный для уменьшения рассогласования путем введения обратной связи по положению выходного элемента исполнительного механизма.
Ручной дублер
Ручной дублер - дополнительный блок для ручного управления арматурой с приводом, в случаях, когда привод не используется по каким-либо причинам.
Фиксатор положения
Фиксатор положения - дополнительный блок, фиксирующий:
- положение выходного элемента исполнительного механизма (для исполнительного механизма);
или
- затвора исполнительного устройства (для исполнительного устройства).
Электрогидравлический позиционер
Электрогидравлический позиционер - позиционер с электрическим входным сигналом, применяемый на гидравлических исполнительных механизмах.
Электропневматический позиционер
Электропневматический позиционер - позиционер с электрическим входным сигналом, применяемый на пневматических исполнительных механизмах.
Регулирующий орган
Регулирующий орган - исполнительный орган, воздействующий на процесс путем изменения пропускной способности.
В зависимости от конструктивных особенностей регулирующего органа различают заслоночные, односедельные, двухседельные, клеточные, крановые, трехходовые, шланговые и диафрагмовые исполнительные устройства.
Двухседельный регулирующий орган
Двухседельный регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поступательным перемещением затвора вдоль оси проходов двух седел корпуса.
Диафрагмовый регулирующий орган
Диафрагмовый регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поступательным перемещением центра диафрагмы относительно седла.
Запорно-регулирующий орган
Запорно-регулирующий орган - регулирующий орган, который обеспечивает герметическое закрытие прохода.
Заслоночный регулирующий орган
Дисковый затвор
Заслоночный регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поворотом затвора (заслонки).
Клеточный регулирующий орган
Клеточный регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поступательным перемещением цилиндрического полого затвора в клетке-направляющей, имеющей поперечные сверления. Направляющая служит одновременно и седлом затвора.
Крановый регулирующий орган
Крановый регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поворотом затвора, который
- имеет форму тела вращения с отверстием для пропуска потока;
и
- при перекрытии потока вращается вокруг оси, перпендикулярной* *оси трубопровода.
Различают конические, цилиндрические и шаровые затворы.
Односедельный регулирующий орган
Односедельный регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается поступательным перемещением затвора вдоль оси прохода седла корпуса.
Трехходовой регулирующий орган
Трехходовой регулирующий орган - двухседельный регулирующий орган, в котором происходит изменение соотношения пропускных способностей, имеющий три присоединительных прохода, через которые
- один поток разделяется на два (разделительный трехходовой регулирующий орган);
или
- два потока смешиваются в один (смесительный трехходовой регулирующий орган).
Шланговый регулирующий орган
Шланговый регулирующий орган - регулирующий орган, в котором изменение пропускной способности достигается изменением проходного сечения упругого патрубка (отрезка шланга).