
- •А.Н. Лыков автоматизация технологических процессов и производств
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Эффективность автоматизации. Надежность
- •1.1. Необходимость автоматизации
- •1.2. Факторы, влияющие на эффективность автоматизации
- •1.3. Показатели социально-экономической эффективности
- •Окупаемость:
- •Усиление желания внедрять автоматизацию (человеческий фактор):
- •План-график автоматизации:
- •1.4. «Подводные камни» при автоматизации
- •Еще раз о человеческом факторе
- •Секрет высокой надежности – отношение к делу производственного персонала:
- •1.6. Проблемы с надежностью в России
- •Наработка на отказ различных счпу
- •Качество микросхем
- •Контрольные вопросы
- •2. Автоматизация в машиностроении, системы чпу
- •2.1. Системы автоматизации в машиностроении
- •2.2. История развития счпу (до 1990 года)
- •2.3. Классификация существующих счпу
- •2.4. Промышленные роботы
- •2.4.1. Промышленные роботы (история начального развития)
- •2.4.2. Необходимость роботов
- •2.4.3. Сферы применения роботов
- •2.4.4. Примеры применения роботов
- •2.5. Словарь терминов и определений в счпу
- •Контрольные вопросы
- •3. Информация в системах автоматизации
- •3.1. Точность информации
- •3.2. Дискретизация по уровню и по времени непрерывного сигнала
- •3.3. Аппаратные информационные уровни
- •3.4. Преобразователи информации
- •3.5. Уровни управления в системах автоматизации
- •3.6. Тенденции в построении производственных систем
- •3.7. Фазы информационных преобразований для станка с счпу
- •3.8. Стандартизация и унификация средств автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •4. Кодирование информации
- •4.1. Буквенные коды
- •4.2. Буквенно-цифровые коды
- •4.3. Цифровые коды
- •Код Грея в датчиках положения
- •Контрольные вопросы
- •5. Интегральные преобразователи информации
- •5.1. Интегральные догические микросхемы
- •5.2. Цифроаналоговые преобразователи (цап)
- •5.3. Аналого-цифровые преобразователи (ацп)
- •5.4. Цифроаналоговый процессор км1813ве1
- •Контрольные вопросы
- •6. ПреобразоваТели информации
- •6.1. Преобразователь «частота – напряжение»
- •6.2. Преобразователь «частота – код»
- •6.3. Преобразователь «код – частота»
- •6.4. Преобразователь «унитарный код – фаза»
- •6.5. Преобразователь «фаза – код»
- •6.6. Преобразователь «фаза – напряжение»
- •6.7. Узлы гальванической развязки в системах автоматизации
- •Контрольные вопросы
- •7. Управляющие программы счпу
- •7.1. Структура управляющих программ для станков с чпу
- •7.2. Значения символов адресов
- •7.3. Формат кадра учпу
- •7.4. Повышение языкового уровня управляющих программ
- •Контрольные вопросы
- •8. Сап станков и роботов
- •8.1. Подготовка управляющей программы (уп)
- •8.2. Системы автоматизированного программирования уп
- •8.3. Системы cad/cam
- •8.3.1. Система AutoCad
- •8.3.2. Система bCad
- •8.3.2.1. Плоское черчение
- •8.3.2.2. Объемное моделирование
- •8.3.2.3. Генерация чертежей
- •8.3.2.4. Статистика и расчет
- •8.3.2.5. Получение реалистических изображений
- •8.3.2.6. Пользовательский интерфейс
- •8.3.2.7. Совместимость
- •8.3.2.8. Перспективы
- •8.3.3. Система ГеМма-3d при производстве технологической оснастки на оборудовании с чпу
- •8.3.4. Продукты adem cad/cam
- •8.3.4.2. Модуль adem nс
- •8.3.5. Графика-81
- •8.3.6. Базис 3.5
- •8.3.6.1. Аппаратное обеспечение
- •8.3.6.2. Интерфейс пользователя
- •8.3.6.3. Построение изображения
- •8.3.6.4. Ввод текстовой информации
- •8.3.6.5. Инженерные расчеты
- •8.3.6.6. Связь с другими приложениями
- •8.3.7.1. Твердотельное моделирование
- •8.3.7.2. Сборки
- •8.3.7.3. Полезные «мелочи»
- •Контрольные вопросы
- •9. Интерполяция. Аппаратные стойки чпу
- •9.1. Траектории движения
- •9.2. Основные задачи при интерполяции
- •9.3. Математическое решение уравнений движения
- •9.4. Реализация интегрирования в счпу
- •9.5. Счпу «Контур-2пт»*
- •9.6. Счпу «н22»**
- •9.7. Счпу «н33»*
- •9.8. Блок задания скорости (бзс) аппаратной стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •10. Системы связи счпу со станком
- •10.1. Позиционные кодовые счпу
- •10.2. Позиционная счетно-импульсная счпу
- •10.3. Контурные счпу
- •10.4. Частичная инвариантность по управлению
- •10.5. Первые поколения контурных счпу
- •10.6. Фазовый индикаторный и разностный режимы работы устройства связи с электроприводом
- •10.7. Расчетные соотношения для фазовых систем
- •10.8. Микропроцессорные стойки чпу
- •Контрольные вопросы
- •11. Микропроцессорные счпу и тенденции развития
- •11.1. Архитектура и возможности микропроцессорных систем управления типа сnс до 1990 года (однопроцессорные мпс км85, 2р-32м, 2с42-45, многопроцессорные мпс Нейрон и3, мс2101, 3с150, s8600)
- •11.2. Новые системы чпу
- •11.2.1. Архитектура открытой системы чпу
- •11.2.2. Открытое ядро чпу
- •11.2.3. Системы чпу с web-доступом
- •11.2.4. Система понятий стандарта iso 14649
- •11.2.5. Чпу, воспринимающие стандарт step-nc
- •11.2.6. Среда разработки управляющих программ для систем чпу AdvancEd
- •11.3. Примеры интеллектуальных счпу последнего поколения
- •12.2. Лвс: доступ к каналу, способы кодирования, типы сообщений, сетевые системы
- •Контрольные вопросы
- •13. Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (аскуэ)
- •13.1. Требования к автоматизированным системам контроля и учета энергоресурсов
- •13.2. Уровни аскуэ
- •13.3. Коммерческие и технические аскуэ
- •13.4. Первичные измерительные приборы
- •13.5. Первые российские аскуэ
- •13.6. Современные аскуэ
- •13.7. Аскуэ бытовых потребителей
- •13.8. Энергосбережение и аскуэ
- •Контрольные вопросы
- •14. Автоматизация котельных
- •14.1. Описание и классификация котельных установок
- •14.2. Котельная как объект регулирования
- •14.3. Регулирование нагрузки котла
- •14.4. Регулирование уровня воды в барабане котла
- •14.5. Регулирование температуры перегретого пара
- •14.6. Управление вентилятором
- •14.7. Управление дымососом
- •14.8. Система управления шиберами
- •14.9. Автоматика безопасности котельной
- •14.10. Определение параметров объекта регулирования, регуляторов и настройка аср Расчет параметров объекта управления
- •Регуляторы с им постоянной скорости
- •Технически оптимальная настройка регуляторов
- •15. Автоматизация турбомеханизмов и энергосбережение
- •15.1. Характеристика турбомеханизмов
- •15.2. Расчет мощности на валу турбомеханизма
- •15.3. Регулирование производительности турбомеханизмов
- •15.4. Особенности регулирования скорости турбомеханизмов
- •15.5. Расчет экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода
- •Список ЛитературЫ
- •Приложение ктс «Ресурс»
- •Ктс «Альфа Смарт», «Альфа Центр»
- •Птк «эком»
- •Технические характеристики аскуэ «Континиум»
- •Регистраторы аварийных событий
- •Список сокращений
- •Автоматизация технологических процессов и производств
Технические характеристики аскуэ «Континиум»
К устройству сбора и передачи данных ЭСМ PLM-4C (ТУ 4381-001-17915838-00) можно одновременно подключить до 4 счетчиков с импульсным телеметрическим выходом. Такая система позволяет вести учет потребления электроэнергии, воды или газа. Кроме того, у некоторой категории населения расчет за электроэнергию производится по нескольким тарифам (льгота на электроснабжение жилого дома, электроснабжение станочного оборудования, электроотопление и т.д.), поэтому в некоторые квартиры (дома) может быть установлено до 3 счетчиков электрической энергии.
АСКУЭ рассчитана на работу со счетчиками энергоресурсов с телеметрическими импульсными выходами типа «сухой контакт», «открытый коллектор».
При этом телеметрические выходы счетчиков должны обеспечивать:
в состоянии «замкнуто» сопротивление выходной цепи не более 100 Ом при амплитуде тока не менее 2,5 мА;
в состоянии «разомкнуто» сопротивление выходной цепи не менее 5 кОм при остаточной амплитуде тока (при отсутствии сигнала) не более 1 мА;
длительность импульсов не менее 1 мс при частоте следования не более 100 Гц.
При частоте следования входных импульсов менее 100 Гц и скважности импульсов от 0,1 до 0,9 вероятность пропуска единичного импульса не более 10–3. Диапазон измерений – от 0 до 4294967295 импульсов. АСКУЭ обеспечивает связь по каждой фазе трехфазной сети переменного тока 380/220 В с общим количеством счетчиков до 1024. Максимальное число различных типов счетчиков – 255. Максимальное суммарное количество заданий на опрос показаний счетчиков до 512. Емкость энергонезависимой памяти локального блока сбора данных (ЛБСД) (максимальное число последних показаний счетчиков, хранимых в кольцевом буфере с привязкой по времени) – до 62×212992 (типовое – 212992). Точность задания времени опроса показаний счетчиков – 60 с. Точность привязки показаний ко времени – 1 с. Относительная точность внутренних часов ЛБСД – 10–5.
АСКУЭ хранит в программируемой энергонезависимой памяти:
параметры дистанционного конфигурирования ЛБСД из центральной диспетчерской (ЦД);
коэффициенты пересчета внутренних показаний обслуживаемых счетчиков в абсолютные величины;
привязанные ко времени показания счетчиков;
задания на опрос показаний разнотипных счетчиков в определенное время суток;
программы управления работой ЛБСД и обработки данных.
АСКУЭ обеспечивает:
а) сбор показаний счетчиков в автоматическом режиме;
б) перевод показаний счетчиков в именованные величины и запись их в энергонезависимую память.
АСКУЭ поддерживает информационный обмен данными по интерфейсу RS232, в соответствии с рекомендациями МККТТ V.24 и коммутируемой телефонной линии. АСКУЭ обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа во время обмена данными с датчиками и компьютером ЦД.
Способ обмена данными – асинхронный. Протокол обмена данными по электросети – IEC EIA-600 (CEBus).
Характеристики составных частей АСКУЭ для связи по силовой сети 220/380 В:
диапазон рабочих частот – от 22 до 100 кГц;
скорость передачи данных по силовой сети:
– пиковая, фактических данных – не менее 96 байт/с;
– средняя, фактических данных, при передаче данных в одном направлении между ЛБСД и ЭСМ РLM-4C, при уровне сигнала на входе приемной стороны 5 мВ и отношении сигнал/шум 10 дБ – не менее 70 байт/с;
– канальная – не менее 2000 бит/с.
Время готовности системы сбора данных АСКУЭ к работе после включения питания его составных частей не более 0,5 с. При включении питания составных частей АСКУЭ должно обеспечиваться автоматическое тестирование его работоспособности. Длительность отсчета времени при отключении питания составных частей АСКУЭ не менее одного месяца. Время хранения данных в энергонезависимой памяти при отключении питания составных частей АСКУЭ не менее одного года.
Характеристики для связи по последовательному каналу:
скорость передачи данных – 57600 бит/с;
число битов в данных – 8;
контроля четности нет;
число стоповых битов – 1;
количество переходов с тарифа на тариф, количество тарифов в сутки – до 48.
Межповерочный интервал – 4 года. Масса и габаритные размеры технических средств, входящих в состав АСКУЭ, приведены в табл. П.3.
Таблица П.3
Масса и габаритные размеры составляющих АСКУЭ «Континиум»
Наименование изделия |
Масса, кг, не более |
Габаритные размеры (длина; ширина; высота), мм, не более |
ЛБСД |
6 |
200; 155; 300 |
ЭСМ PLM-4C |
0,4 |
107; 93; 66 |
Блок для поверки АСКУЭ |
0,1 |
70; 40; 20 |
ЭСМ PLM-RS |
0,4 |
70; 93; 68 |
Линия электропитания многоканального электросетевого модема ЭСМ PLM-4C (один из трехфазных проводов и провод «нейтраль») одновременно является каналом связи, по которому информация о показаниях счетчиков передается в силовую электросеть (0,4 кВ, 50 Гц).
ЭСМ PLM-4C подключается к электропроводке через клеммную колодку ХRР1. Защита электрической сети осуществляется предохранителем F1 типа ВП4-1 на 0,25 А. ЭСМ PLM-4C обеспечивает двухсторонний обмен информацией с ЛБСД.
Гальваническую развязку между сетевым напряжением, передаваемой и принимаемой информацией обеспечивает сигнальный трансформатор ТR1. Передаваемая от ЛБСД информация поступает на входной усилитель через полосовой фильтр, что повышает помехозащищенность приемной части ЭСМ PLM-4C.
Передача данных в ЛБСД осуществляется через усилитель мощности и обмотку сигнального трансформатора. ЛБСД задает ЭСМ PLM-4C программу опроса счетчиков с привязкой ко времени. За счет этого ЭСМ PLM-4C может в течение длительного времени работать автономно без связи с ЛБСД. При этом информация со счетчиков считывается, привязывается ко времени и хранится в энергонезависимой памяти ЭСМ PLM-4C. По команде ЛБСД ЭСМ PLM-4C выдает запрашиваемую информацию. Данные от электросчетчика через его выход с оптоэлектронной развязкой подаются на вход логики, где эта информация подвергается дальнейшей обработке и сохраняется. Телеметрические выходы счетчика записываются от встроенного в ЭСМ PLM-4C блока питания через нагрузочный резистор R1.
В АСКУЭ измерительный канал (ИК) построен следующим образом. Телеметрический выход (типа «сухой контакт», «открытый коллектор») счетчика (электроэнергии, воды или газа) подключен к входу интерфейсного модуля (ИМ) ЭСМ PLM-4C.
Счетчики электрической энергии с импульсными выходами преобразуют величину приращений измеренной энергии в последовательность электрических импульсов, количество которых пропорционально величине приращения энергии. Количество импульсов считается контроллером счетчиков ЭСМ PLM-4C и заносится в его энергонезависимую память.
Чтобы произвести монтаж и подключение ЭСМ PLM-4C и ЛБСД при отключенном сетевом электропитании, необходимо:
закрепить рейку DIN-35 с двумя приваренными винтами М4 к монтажной панели квартирного электрощита с помощью двух саморезов (по месту);
установить ЭСМ PLM-4C на рейку DIN-35 и закрепить его защелкой корпуса;
подключить телеметрические выходы электросчетчиков «ТРИО» («СОЛО»), производимые АООТ «ЛЭМЗ» (Санкт-Петербург), при помощи поставляемых жгутов (БГРА. 685621.001 – БГРА. 685621.004) сечением 0,75 мм2 к соответствующим клеммам ЭСМ PLM-4C в соответствии со схемой соединений: «П+» телеметрического выхода электросчетчика подключить к клеммам ЭСМ PLM-4C под отверстиями «16», «18», «20», «22», «П–» телеметрического выхода электросчетчика подключить к клеммам под отверстиями «17», «19», «21», «23»;
подключить электропитание к ЭСМ PLM-4C, соединив при помощи кабеля питания БГРА. 685621.005 сечением 1,5 мм2 клеммы «10» и «11» с «фазой» и «нейтралью» квартирного электрощита;
установить и закрепить антивандальный корпус ЭСМ PLM-4C на рейке DIN-35 при помощи специального крепежа, входящего в комплект его поставки.
После проведения вышеназванных операций крышки защитных коробок электросчетчиков и антивандальный корпус ЭСМ PLM-4C должны быть опломбированы.
ЛБСД передает команды ЭСМ PLM-4C, которые выполняют команды и передают результаты обратно в ЛБСД. ЛБСД со стороны ЦД получает указания о том, в какое время требуется прочитать показания датчиков. ЛБСД программирует все ЭСМ PLM-4C на фиксирование показаний датчиков в заданные моменты времени. В ЛБСД производится пересчет в именованные величины показаний датчиков и времени, считанные из ЭСМ PLM-4C.
Готовность ЛБСД к работе определяется свечением четырех светодиодов, расположенных на объединительной плате ЛБСД, а также перемещением светового индикатора по периметру семисегментного элемента (ЭС), расположенного на этой же плате. Готовность к работе определяется при открытом корпусе ЛБСД перед опломбированием.