4. Автоматический контроль

В зависимости от функций, выполняемых автоматическими устройствами, различают следующие основные формы автоматизации:

• автоматический контроль,

• технологическую сигнализацию,

• автоматическое управление,

• автоматическое регулирование,

• автоматическую защиту и блокировку.

Средства автоматического контроля позволяют получать и обрабатывать информацию о состоянии технологического процесса (отдельных аппаратов и машин) и условиях его протекания. Величины, несущие информацию о явлениях, событиях или качественном изменении показателей процесса (например, нарушении температурного режима, аварии технологического оборудования, загазованности помещения сверх санитарной нормы и т. д.), называются контролируемыми.

Организация автоматического контроля определяется типом объекта (его расположением, количеством и сложностью контролируемых показателей, степенью их взаимной связи и др.), формой управления технологическим процессом и условиями техники безопасности.

Система автоматического контроля устанавливает соответствие между состоянием объекта контроля и заданной нормой без непосредственного участия человека. Это освобождает человека от утомительных рутинных операций в самых разнообразных сферах его деятельности. Необходимым условием осуществления автоконтроля в любом его применении является знание установленной нормы. Норма может быть выражена в количественной или качественной форме.

5. Виды воздействия на объект управления

1.Регулируемые величины У, характерные состоянию автоматизированного процесса

2. Возмущения воздействия Х_В2, характерезующие влияние внешних условий на ход процесса.

3. Воздействия f1 от различных факторов, действующие на объект управления через (УУ) устр. управл.

6. Дистанционное управление. Телемеханика. Кибернетика

Дистанционное управление (ДУ) — передача управляющего воздействия (сигнала) от оператора к объекту управления, находящемуся на расстоянии, из-за невозможности передать сигнал напрямую, если объект движется, находится на значительном расстоянии или в агрессивной среде и т. п.

Дистанционное управление включает в себя методы и устройства управления машинами, агрегатами на расстоянии. Команды на управление подаются обслуживающим персоналом по электрическим соединительным проводам при помощи кнопок, ключей и другой командной аппаратуры.

Телемеханика — контроль и управление объектами на расстоянии с применением Функции телемеханики

Телемеханика выполняет функции управления режимами работы единой энергосистемы и обеспечение ее надежного функционирования и устойчивого развития. Телемеханика должна отвечать серьёзным требованиям к системам обмена технологической информацией. Системный оператор единой энергетической системы России, осуществляющий функции диспетчерско-технологического управления, четко регламентирует основные технические и функциональные характеристики систем обмена технологической информацией для всех участников балансирующего рынка электроэнергии.

Кибирнетика - наука о процессах управления в сложных динамических системах, основывающаяся на теоретическом фундаменте математики и логики, а также на применении средств автоматики, особенно электронных вычислит. управляющих и информационно-логических машин.

7. Использование микро ЭВМ в системах управления

В настоящее время в системах автоматического управления используют готовые микроэлектронные интегральные схемы, на основе которых созданы микропроцессоры и микро-ЭВМ. Микропроцессор представляет собой программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки поступившей информации и управление этим процессом. Наличие микропроцессорной техники позволило создать и использовать в строительных и дорожных машинах и оборудовании бортовые микропроцессорные системы. Они выполняют программируемые последовательности арифметических и логических операций, управление аппаратурой комплекса, исполнительными устройствами, системой в целом, программами и режимами, сбором, хранением, обработкой и выдачей информации.

В общем случае в состав бортовой микро-ЭВМ входят: устройства входа (сигналы от датчиков) и выхода (управляющие сигналы на исполнительные устройства); оперативное и постоянное запоминающее устройство; микропроцессор и соединительные элементы.

Основой микропроцессорного управления является модель реального процесса при работе машины (рис. 10.19). Она содержит три основных компонента, к которым относятся модельное состояние (описывающее процесс работы в каждый момент времени), функция модификации состояний (переход от одного модельного состояния к другому на основании сигналов датчиков) и функция предсказания (устанавливающая требуемое модельное состояние и формирующая набор команд на исполнительные органы). Значительную роль играет и стратегия, определяющая последовательность состояний, через которые проходит управляемый процесс. Программным обеспечением бортовой микро-ЭВМ являются программы, осуществляющие связь между машинистом и аппаратным обеспечением и хранящиеся в постоянном запоминающем устройстве. Носителем памяти являются гибкие диски из майлара, на концентрические дорожки (из микроскопических намагниченных участков) которых записывается информация.

Использование бортовых микропроцессорных систем в строительных и дорожных машинах позволяет значительно улучшить качество и безопасность выполняемых работ, увеличить производительность, продолжительность работы машины в исправном состоянии (за счет оптимизации режимов всей машины и ее узлов и агрегатов, связанных с расходом топлива и действующими нагрузками) и вести постоянный контроль за состоянием как отдельных узлов, так и всей машины в целом

8. Классификация автоматических систем управления

10. Классификация воздействий на систему управления технологическим процессом (не уверен)

Степень автоматизации определяется, прежде всего, экономической эффективностью и технической целесообразностью в условиях конкретного производства.

Самой простой формой управления является ручное управление, описанное выше. Для оценки значения управляемых параметров человек - оператор пользуется своими органами чувств. Выработка командной информации и определение воздействия на объект управления полностью основываются на правильности восприятия, интуиции и опыте оператора.

Первой функцией управления, могущей быть автоматизированной, является замена субъективного восприятия человека - оператора объективными показаниями приборов, т.е. измерение физических величин. Для этого на выходе объекта управления (рисунок 1.5) устанавливается датчик, который выполняет две функции: измеряет некоторую физическую величинуyи преобразует её в сигнал, удобный для дальнейшей передачи и преобразования. Обычно это электрический сигнал (ток или напряжение). Измеренное значение управляемой величины передаётся на вторичный прибор (ВП), который осуществляет её индикацию оператору. Датчик и вторичный прибор называютсистемой автоматической индикации. Слово «система» в переводе с греческого означает «целое, составленное из частей».

Система автоматической индикации заменяет органы чувств человека, обеспечивает быстрые, достаточно точные и объективные измерения. К вторичному прибору можно подключить регистрирующий прибор, записывающий динамику изменения технологических параметров. Эти данные могут использоваться для последующего анализа, а диаграмма, записанная регистратором, часто служит документом.

При использовании систем автоматической индикации функции оператора сводятся к определению отклонений параметров технологического процесса от допустимых, выработке величины воздействия на ОУ, и реализация этого воздействия.

Более сложные функции выполняют системы автоматического контроля параметров технологического процесса. В этом случае оператор получает информацию только об отклонениях технологических параметров от заданных значений. Система автоматического контроля, кроме датчика и вторичного прибора, содержит ещё блок сравнения и логики, который сравнивает текущее значение технологического параметра с заданными. Такие системы получили самое большое распространение в сельскохозяйственном производстве. К ним относятся системы автоматического контроля процесса высева на сеялках, универсальные системы контроля зерноуборочных и свеклоуборочных комбайнов и т.д. По мере усложнения технологических процессов, повышения скорости их протекания, увеличения числа контролируемых параметров, появляется необходимость в замене человека - оператора специальными устройствами: автоматическим управляющим устройством (АУУ) и исполнительным механизмом (ИМ) АУУ выполняет функции управления: преобразует информацию состояния в командную информацию. Исполнительный механизм (ИМ) преобразует управляющий сигнал в управляющее воздействие. Система управления, в которой все операции над информацией выполняются без участия человека, называетсясистемой автоматического управления (САУ). Если часть операций выполняется человеком, то такая система называетсяавтоматизированной системой управления (АСУ). Роль человека - оператора в системе управления зависит от степени автоматизации технологического процесса (частичная, комплексная, полная). Наиболее простой структурной формой систем управления технологическими процессами являютсяодноуровневые децентрализованные системыконтроля и управления.

Втаких системах каждый технологический агрегат снабжается индивидуальным пунктом управления, оснащенным системами автоматической индикации и контроля и автоматическими регуляторами технологических параметров, которые в этом случае называютсялокальными системами управления. На этих пунктах управления также располагается аппаратура включения и выключения оборудования, аварийная защита и устройства ручного управления. Такие пункты управления размещаются обычно в непосредственной близости от каждой технологической установки, что позволяет сократить длину линий связи. Характерной особенностью локальных систем управления является то, что они обслуживают только одну, свою технологическую установку и «не знают», что делается с соседними установками. Поэтому функции оператора здесь заключаются в непосредственном контроле каждой технологической установки и изменении параметров локальных систем управления в зависимости от изменения обстановки. Оператор постоянно находится вблизи технологических установок. Одноуровневые децентрализованные системы контроля и управления технологическими процессами являются наиболее распространенными в сельскохозяйственном производстве. Более совершеннысистемы централизованного контроля и управления. Эти системы позволяют контролировать и управлять с одного пульта весь технологический процесс. Замена в централизованных системах контроля и управления оператора на управляющий компьютер позволяет получитьавтоматизированную систему управления технологическим процессом (АСУ ТП).

10.Линерализация уравнений динамики

В общем случае при наличии одной выходной (у) и нескольких входных величин (х) динамика элемента описывается диффиринцированным уравнением

(У^N,У^N-1,...,У,Х₁^М,Х₁^М-1,...,Х₁,Х₂^L,X₂^L-2,...,X₂)=0

Для реальных систем порядок диф-го уравнения n>m и n>1. Линерализация нелинейных диф-го уравнения осуще-ют методом малых отключений. при этом вместо абсолютного значения переменных в управлении используют их отклонения от начальных значений

У=У-У_{0 ;}; Х₁=Х_L-X_L0

В результате уравнение становится линейным при одной входной величине Х может быть занесено в виде

а_n yⁿ+a_n-1 y^n-1+...+a₀ y+b_m x^m+b_m-₁ x^m-1+...+b₀ x

11. Линерализация уравнений статики

Уравнение статики элементов (систем) автоматического управления, как правило, нелинейные и могут быть представлены в виде кривой или ломаной линии.

Линеаризация нелинейных статических характеристик осуществляется несколькими способами.

Метод малых отклонений. Основан на разложении аналитической функции y=f(x).

Метод касательной. Основан на замене участка кривой, прямой линией, касательной к этой кривой в точке А(x0,y0), называемой рабочей точкой а находящейся в середине рабочего диапазона изменения. Как и в предыдущем случае, линеаризованное уравнение y=a+bx, где b=tga

12. Локальные системы автоматики

Локальная автоматизации технологическим процессом является первой ступенью системы полной комплексной автоматизации производства на предприятии. В локальную систему могут быть включены одна или несколько технологических операций, одна технологическая единица оборудования или участок одного производственного процесса. Система локальной автоматики является автономной системой, но может входить в более сложную систему управления производством.

На данном этапе осуществляется контроль, регулирование, первичное управление и передача полученной информации на следующие ступени управления параметрами производственного процесса.

При помощи локальной системы автоматизации достигается оптимальный уровень контроля и управления автоматизируемого производственного процесса,

Система локальной автоматизации представляет собой набор средств автоматики, оптимальным способом размещенный на протяжении всего контролируемого участка. Например, одним из исполнительных механизмов локальной автоматики является щит (или шкаф управления), на котором отображаются и регулируются все параметры технологического процесса. Оператор щита управления регулирует и корректирует всю контролируемую систему в целом.

Управление параметрами может осуществляться вручную или в автоматическом режиме.

Таким образом, установка локальной системы автоматизации позволяет автономно управлять отдельным технологическим процессом, сравнительно небольшим по числу входящих объектов контроля, или осуществлять управление одним технологическим объектом.

Специалисты ЗАО "Нефтехиммонтаж" осуществляют разработку, проектирование и внедрение локальных систем автоматики на любом производстве.