Казанский национальный исследовательский

технический университет им. А.Н.Туполева

Кафедра Автоматики и управления

Р.Ф.Марданов

Современная промышленная автоматика.

Распределенные системы управления

Казань 2012г

Оглавление

Часть 1. Современная промышленная автоматика. Состав и архитектура распределенных систем. 7

1. Системы промышленной автоматики. Общая характеристика 7

1.1. Общая характеристика промышленной автоматики 7

1.2. Основной структурно - функциональный состав ПА: 9

1.3. Обобщенные макроэлементы архитектуры АСУ ТП 10

1.3.1. Локальная автоматика. 11

1.3.2. Интегрирующая автоматика. 12

1.4. Обобщенная архитектура систем ПА 13

1.5. Классификация систем ПА 16

1.6. Обеспечение нормального функционирования систем ПА 17

1.7. Требования к архитектуре конкретной АСУ ТП 18

2. Состав ПА. Датчики 20

2.1. Основные понятия и общая классификация 20

2.2. Аналоговые датчики. Основные понятия и классификации 20

2.2.1. Основные понятия 20

2.2.2. Основные классификации 21

2.2.3. Общая структурная схема датчиков 22

2.2.4. Классификация датчиков по глубине преобразования 23

2.2.5. Основные конструктивные особенности датчиков 26

2.3. Термопары 28

2.4. Термопреобразователи сопротивления (терморезисторы) 30

2.5. Тензорезисторы 34

3. Состав ПА. Средства ввода - вывода 39

3.1. Общая характеристика 39

3.2. Ввод аналоговых сигналов 40

3.3. Вывод аналоговых сигналов 44

3.4. Ввод дискретных сигналов 46

3.5. Вывод дискретных сигналов 48

3.6. Ввод частоты, периода и счет импульсов 50

3.7. Модули управления движением 51

4. Состав ПА. Средства программного управления оборудованием 54

4.1. Состав и общая классификация 54

4.2. Программирование и управление СПУ 56

3. Состав ПА. СПУО. Контроллеры 58

3.1. Определение и общая классификация 58

3.2. Принцип действия контроллера в системах автоматизации 59

3.3. Основные характеристики 60

3.4. Примеры контроллеров 62

4. Состав ПА. СПУО. Компьютеры 65

4.1. Общие характеристики промышленных компьютеров 65

4.2. Общие характеристики промышленных компьютеров 66

4.3. Состав и общая классификация 67

5. Состав ПА. СПУО. Системы программирования на языках МЭК 61131-3 67

5.1. Язык релейно-контактных схем LD 68

5.2. Список инструкций IL 69

5.3. Структурированный текст ST 69

5.4. Диаграммы функциональных блоков FBD 70

5.5. Функциональные блоки стандартов МЭК 61499 и МЭК 61804 70

5.6. Последовательные функциональные схемы SFC 71

5.7. Инструментальные средства программирования 72

6. Состав ПА Средства программного управления интегрирующие. 73

6.1. Общая характеристика программного обеспечения 73

6.2. Развитие программных средств интегрирующей автоматизации 74

6.3. Графическое программирование 75

6.4. Графический интерфейс 75

6.5. Открытость программного обеспечения 76

6.6. Связь с физическими устройствами 76

6.7. Базы данных 77

6.8. Операционные системы реального времени 77

7. Состав ПА. СПУ И. ОРС-сервер 79

7.1. Обзор стандарта OPC 79

7.2. ОРС DA-сервер 80

7.3. ОРС HDA-сервер 83

7.4. Спецификация ОРС UA 83

7.5. ОРС DA-сервер в среде MS Excel 87

7.6. Применение ОРС-сервера с MATLAB и Lab VIEW 90

8. Состав ПА. СПУ И. SCADA -системы 90

8.1. Пользовательский интерфейс, SCADA-пакеты 90

8.2. Функции SCADA 90

8.3. Свойства SCADA 93

8.4. Предложения рынка 94

9. Состав ПА. Средства человеко-машинного интерфейса 95

9.1. ЧМИ как элемент системы управления 96

9.2. Психологические модели 98

9.2.1. Физиология и познание 98

9.2.2. Модель человеческого поведения 98

9.2.3. Теория двухуровневой памяти 99

9.2.4. Ошибки 101

9.3. Человек в сложной системе 102

9.3.1. Мысленные модели сложных систем 102

9.3.2. Синтаксическая информация и семантические знания 103

9.3.3. Управление уровнем сложности системы 104

9.3.4. Интерфейс пользователя как средство работы со сложными системами 105

9.4. Оборудование для интерфейса пользователя 106

9.5. Проектирование интерфейса пользователя 108

9.5.1. Общие принципы 108

9.5.2. Применение естественного языка в интерфейсе 110

9.5.3. Кодирование 112

9.5.4. Отображение информации о процессе 113

9.5.5. Команды оператора 115

9.5.6. Меню 118

9.5.7. Оценка интерфейса пользователя 118

9.6. Графический интерфейс пользователя. Система X Window 119