МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Запорізький національний технічний університет
Автоматизовані системи контролю та управління технологічними процесами Програма, методичні вказівки та контрольні завдання
для студентів
спеціальності 8.080403
“Програмне забезпечення автоматизованих систем”
(заочної форми навчання)
2004
Програма, методичні вказівки та контрольні завдання з “Автоматизовані системи контролю та управління технологічними процесами” для студентів спеціальності 8.080403 “Програмне забезпечення автоматизованих систем” заочної форми навчання /Укл.: В.П. Рисіков, С.Г. Мілінчук. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2004. – 52 с.
Укладачі: В.П. Рисіков, доцент, к.т.н.
С.Г. Мілінчук, асистент
Рецензент: С.К. Корнієнко, доцент, к.т.н.
Відповідальний
за випуск: А.В. Притула, доцент, к.т.н.
Затверджено
на засіданні кафедри
“Програмних засобів”
Протокол № 10
від 16 грудня 2003
ЗМІСТ
ЗМІСТ 3
ВСТУП 4
1 МЕТА ТА ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ 5
1.1 Мета викладання дисципліни 5
1.2 Завдання вивчення дисципліни: 5
1.3 Зв’язок з іншими дисциплінами 5
2 ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ЇЇ ВИВЧЕННЮ 6
2.1 Класифікація АСУТП 6
2.2 Системний принцип побудови 12
2.3 Функціональна структура АСУТП 14
2.4 Інформаційна структура АСУТП 17
2.5 Ідентифікація об’єктів управління 18
2.6 Адитивні моделі технологічних процесів 23
2.7 Оптимальне управління технологічними процесами 27
2.8 Принцип побудови обчислювальних комплексів для АСУТП 32
2.9 Методика вибору раціональної структури обчислювального комплексу 35
2.10 Економічні критерії при рішенні задач АСУТП 36
3 КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ 40
Додаток А 45
Експериментальні дані 45
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА 52
ВСТУП
На всіх етапах створення АСУ необхідний комплексний підхід, що забезпечує єдність системи в методах керування, у показниках, використовуваних у керуванні, у масивах інформації, уніфікації, а також у сумісності технічних засобів і математичного забезпечення. Побудова комплексної автоматизованої системи керування підприємством вимагає розробок АСУ виробництвом, системи конструкторської підготовки виробництва (систем проектування), системи технологічної підготовки виробництва, АСУ технологічними процесами, а також рішення задач керування робітниками місцями, лініями, агрегатами і ділянками, що не охоплюють АСУТП.
Автоматизована система керування виробництвом є сукупністю методов і технічних засобів, що забезпечують найбільш ефективне виконання функцій керування виробництвом на основі широкого застосування теорії керування, економіко-математичних методів, а також за допомогою засобів збору, фіксації, передачі, збереження і переробки інформації для прийняття рішень.
Керування технологічними установками й агрегатами знаходиться на самій нижній ступіні ієрархії систем керування в народному господарстві. Однак це не означає, що мова йде про найпростіші об'єкти керування. Сучасні могутні енергоблоки, нафтопереробні установки, доменні печі, що включають у себе десятки механізмів і процесів. Вони функціонують при напружених режимах протікання процесів (граничні температури, високі тиски, високі швидкості плину) і при малих запасах стійкості. Для ефективного керування їхньою роботою необхідно переробити в ритмі процесу значні обсяги інформації, для чого потрібно максимальне залучення засобів обчислювальної техніки.
Керування технологічними процесами й окремими операціями поєднується в керування планово-диспетчерськими роботами шляхом створення ієрархічних інтегрованих систем керування виробництвом. При цьому охоплюється усе більша кількість різних процесів у кожній галузі
1МЕТА ТА ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ
1.1Мета викладання дисципліни
Вивчення студентами автоматизованих систем контролю та управління технологічними процесами.
1.2Завдання вивчення дисципліни:
освоєння методик побудови автоматизованих систем контролю та управління технологічними процесами;
розробка структурних схем АСУТП.
1.3Зв’язок з іншими дисциплінами
Дисципліна базується на знаннях, отриманих студентами при вивченні дисциплін “Організація і функціонування інформаційно-обчислювальних комплексів та систем” та “Основи алгоритмізації процесів управління в АСУТП”.
2ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ЇЇ ВИВЧЕННЮ
2.1Класифікація АСУТП
2.1.1Класифікація за критерієм складності об'єктів керування
Відомі кілька критеріїв класифікації автоматизованих систем керування. Уже біля двадцяти років у літературі і практичній роботі використовують класифікацію технічних засобів АСУТП, за критерій якої прийнятий рівень розв'язуваних задач по керуванню об'єктом (централізований контроль, керування в режимі порадника, керування у замкнутому контурі).
Раніше запропонована класифікація АСУТП стосовно до підприємств із безперервним і безперервно–дискретним характером виробництва, за критерій якої узяте число контрольованих параметрів і керуючих впливів відповідно до росту складності об'єкта керування (табл. 2.1). Ця класифікація дозволяє орієнтовно визначати номенклатурну базу АСУТП і може бути основою для планування розробок, однак вона не відбиває функції, що може виконувати та або інша система керування.