Введение

Основные направления работ по автоматизации управления технологическими процессами в машиностроении и приборостроении определяются составом и техническим уровнем применяемых средств технологического оснащения оборудования, оснастки, средств измерений, внедрением новых технологических процессов и прогнозом развития отрасли.

Различают так называемую малую автоматизацию, область которой ограничивается автоматизацией отдельных элементов управления и обслуживания станков, и большую комплексную автоматизацию, объединяющую автоматизированные операции технологического процесса с группами автоматически действующих станков в автоматические линии.

Широкое внедрение в машиностроительное производство автоматических и механизированных поточно-технологических линий является основным направлением технологического прогресса.

Механизация и автоматизация основных технологических операций производственного процесса. Это направление включает прежде всего операции резки, сварки, наплавки и нанесения покрытий с особыми свойствами, выполняемые разнообразными способами сварочной техники. Для осуществления их механизации и автоматизации необходимо применение специального оборудования, оснащенного автоматическим регулированием режима работы, следящими системами, фотокопировальными устройствами или металлическими копирами, цифровой системой либо иным программным и дистанционным управлением.

Комплексная механизация и автоматизация производства — замена ручного труда все более сложным комплексом машин — автоматов, роботов и манипуляторов, ЭВМ, выполняющих основные и вспомогательные технологические операции и процессы контроля и управления.

Особенно важным это направление является для литейного производства, представляющего собой комплекс трудоемких и тяжелых работ. Все более широко внедряются автоматические комплексы.

Тенденции развития автоматизации очень широки и необходимы, потому что развитие автоматизации ведет к слаженной работе групп механизмов, что в свою очередь благотворно сказывается на развитии и процветании автоматизированных предприятий, так как сырье не расходуется впустую, а значит, нет потери на производстве, и это обеспечивает высокий показатель производительности. Идет повсеместное распространение промышленных сетей.

Кроме того, автоматизированное предприятие меньше подвержено риску выхода из строя, потому что датчики следят за всеми происходящим на предприятии процессами и также следят за исполнительными механизмами, что сводит риск поломки или выхода из строя какого-либо аппарата к минимуму.

1Описание стандартного устройства автоматизации.

1.1 Назначение, технические характеристики, принцип действия измерителя микропроцессорного двухканального 2ТРМ0

Измеритель микропроцессорный двухканальный 2ТРМ0 совместно с первичными преобразователями (датчиками) предназначен для измерения температуры и других физических параметров, значение которых внешними датчиками может быть преобразовано в сигналы постоянного тока или напряжения.

Прибор может быть использован для измерения параметров технологических процессов в различных отраслях промышленности, коммунального и сельского хозяйства. Прибор может также выступать в роли обычного индикатора измеряемого технологического параметра.

Прибор может быть применен на промышленных объектах, подконтрольных Ростехнадзору.

Прибор позволяет осуществлять следующие функции:

-измерение температуры и/или других физических величин (давления, влажности, расхода, уровня и т.п.) в двух различных точках с помощью стандартных датчиков, подключаемых к универсальным входам прибора;

-вычисление разности двух измеряемых величин (ДТ=Т1-Т2);

-отображение выбранного текущего измерения на встроенном светодиодном цифро­вом индикаторе;

-сохранение при отключении питания в энергозависимой памяти функциональных параметров прибора, заданных пользователем при программировании.

Технические характеристики прибора

Наименование	Значение
Диапазон переменного напряжения питания: напряжение, В частота, Гц	90…245 47…63
Потребляемая мощность, ВА не более	7
Напряжение встроенного источника питания постоянного тока, В	24±2,4
Максимально допустимый ток встроенного источника питания, мА	80
Количество каналов	2
Время опроса входа: термометры сопротивления сек, не более термоэлектрические преобразователи и унифицированные сигналы постоянного напряжения и тока сек, не более унифицированные сигналы постоянного напряжения и тока приборах с конструктивным исполнением Щ11 сек, не более	0,8 0,4 0,1
Предел основной погрешности при измерении: термоэлектрическими преобразователями, % термометрами сопротивления и унифицированными сигналами постоянного напряжения и тока, %	±0,5 ±0,25
Степень защиты корпуса: настенный Н щитовые Щ1 и Щ2 (со стороны лицевой панели) DIN-реечный Д (со стороны лицевой панели)	IP44 IP54 IP20
Габаритные размеры прибора: настенный Н, мм щитовой Щ1, мм щитовой Щ11, мм щитовой Щ2, мм DIN-реечный Д, мм	(130х105х65)±1 (96х96х65)±1 (96х96х47)±1 (96х48х100)±1 (90х72х58)±1
Масса прибора кг, не более	0,5
Средний срок службы, лет	8

Устройство и работа прибора

Рисунок 1- Структурная схема прибора

Прибор содержит два канала универсальных входов для подключения первичных преобразователей (датчиков) и блок обработки данных, состоящий из двух цифровых фильтров, двух вычислителей квадратного корня, вычислителя разности измеренных в двух каналах величин и четырехразрядного светодиодного цифрового индикатора.

Цифровая фильтрация измерений

Для ослабления влияния внешних импульсных помех на эксплуатационные характеристики прибора в программу его работы введена цифровая фильтрация результатов измерений. Фильтрация осуществляется независимо для каждого входа и проводится в два этапа. На первом этапе фильтрации из текущих измерений входных параметров отфильтровываются значения, имеющие явно выраженные «провалы» или «выбросы». Для этого прибор вычисляет разность между результатами измерений входной величины, выполненных в двух последних циклах опроса, и сравнивает ее с заданным значением, называемым «полосой фильтра». Если вычисленная разность превышает заданный предел, то производится повторное измерение, полученный результат отбрасывается, а значение полосы фильтра удваивается.

В случае подтверждения нового значения фильтр перестраивается (т.е. полоса фильтра уменьшается до исходной) на новое стабильное состояние измеряемой величины. Такой алгоритм позволяет защитить прибор от воздействия единичных импульсных и коммутационных помех, возникающих на производстве при работе силового оборудования. Полоса фильтра задается в единицах измеряемой величины параметрами b1-8 и b2-8 для первого и второго каналов, соответственно. Следует иметь в виду, что чем меньше значение полосы фильтра, тем лучше помехозащищенность измерительного канала, но при этом (из-за возможных повторных измерений) хуже реакция прибора на быстрое фактическое изменение входного параметра. Поэтому при задании полосы фильтра следует учитывать максимальную скорость изменения контролируемой величины, а также установленную для используемого датчика периодичность опроса. При необходимости фильтр может быть отключен установкой нулевого значения параметров b1-8 (b2-8). На втором этапе фильтрации осуществляется сглаживание (демпфирование) сигнала с целью устранения шумовых составляющих. Основной характеристикой сглаживающего фильтра является «постоянная времени фильтра» – интервал, в течение которого изменение выходного сигнала фильтра достигает 0,63 от изменения входного сигнала. Постоянная времени фильтра задается в секундах параметром b1-9 и b2-9 для каждого входа.

Рисунок 2 – временные диаграммы работы цифровых фильтров