1. Вводная тема
1.1. Предмет и задачи курса
В состав курса входят семь тем:
1. Вводная тема.
2. Датчики.
3. Усилительно-преобразовательные элементы.
4. Автоматические регуляторы и регулирующие комплексы.
5. Программируемые контроллеры и промышленные компьютеры.
6. Исполнительные устройства.
7. Пневматические управляющие элементы.
Цель курса – дать знания будущим специалистам по техническим средствам автоматики, являющихся базой для создания систем автоматизации промышленного производства.
1.2. Основные понятия и определения дисциплины
Автоматика и автоматизация
Автоматика – это научная дисциплина, изучающая способы и устройства для создания самодействующих (автоматических) систем.
Автоматизация – это процесс применения средств автоматики, электроники, вычислительной техники и др. в различных сферах деятельности человека: в промышленности (промышленная), на транспорте, в быту, в медицине, в космосе, в атомной энергетике и т.д., результатом которой является создание различных самодействующих систем или систем автоматизации.
Управление техническими объектами,
его виды и уровни
Управление – это процесс преобразования информации о состоянии объекта и среды в определенные действия на объект, обеспечивающие его функционирование в соответствии с поставленной целью. Этапы процесса управления показаны на рис. 1.1.
Процесс управления является информационным замкнутым процессом: при изменении возмущений изменяются контролируемые параметры объекта, информация о которых совместно с заданием используется для выработки управляющих воздействий, которые в свою очередь изменяют контролируемые параметры и т.д. Задание на управление объектом формируется в соответствии с поставленной целью управления оператором, компьютером или наладчиком.
Рис. 1.1. Структурная схема процесса управления
На схеме приняты следующие обозначения:
ТОУ – технологический объект управления (машина, установка, агрегат).
– вектор
контролируемых параметров объекта.
– вектор
возмущающих воздействий.
– вектор
управляющих воздействий.
По различным признакам различают следующие виды управления.
По уровню автоматизации процесса управления:
Ручное;
Автоматическое;
Автоматизированное.
По месту расположения органов управления:
Местное;
Дистанционное.
По принципу организации процесса управления:
Локальное (одноуровневое);
Централизованное (одноуровневое);
Иерархическое (многоуровневое, распределенное).
В автоматизации промышленного производства, на сегодняшний день, различают 5 уровней управления (рис. 1.2):
I/O (Input/Output) – ввод/вывод сигналов (связь с объектом);
CONTROL – локальное управление технологическим оборудованием и процессами;
Рис. 1.2. Уровни управления промышленным производством
SCADA (Supervisor Control and Data Acquisition) – супервизорное управление и обработка данных;
MES (Manufacturing Execution System) – управление исполнением производства;
MPR (Manufacturing Resources Planning) – планирование ресурсов производства: сырьевых, трудовых, энергетических, финансовых.