- •Москва «Высшая школа» 2005 м.М. Благовещенская л.A. Злобин информационные технологии систем управления технологическими процессами
- •.Раздел I. Методы и средства формирования и обработки информации
- •Глава 1. Информационные технологии
- •1.1. Информация
- •1.2. Виды информации
- •1.3. Информационное обеспечение систем управления
- •1.4. Системы счислений информации
- •1.5. Частотные характеристики фильтров:
- •Вопросы и задания для самопроверки, темы для обсуждения
- •Какие «виды фильтров Вы знаете?Глава 2. Основные понятия и определения теорий автоматизации и управления
- •2.1. Основные понятия и определения теории автоматизации технологических процессов
- •2.2. Основные понятия и определения теории автоматического управления
- •2.3. Технологический объект управления
- •2.4.Системы автоматического регулирования
- •Регулятор
- •Прямая цепь
- •Обратная цепь
- •Раздел II. Микропроцессорная техника и ее роль в системах управления технологическими процессами 304
- •Глава 6. Аппаратные средства микропроцессорной техники 309
- •7.1. Птк для асутп 349
- •Глава 10. Prosoft - передовые технологии автоматизации 110
- •Глава 13. Моделирование технологических систем, операций, процессов 247
- •Глава 14. Системы управления технологическими процессами пищевых производств 285
- •9. Программное обеспечение открытых scada-систем.Глава 15. Асутп отраслей пищевой промышленности 374
- •7. Система управления производством шоколадных масс.Глава 19. Системы управления производством безалкогольных напитков и продуктов длительного хранения 539
- •3Содержание 592
- •По отклонению:
- •2.5. Каскадные системы автоматического регулирования
- •2.6. Типовые законы регулирования
- •2.7. Выбор закона регулирования и регуляторов в сар
- •2.8. Классификация автоматических регуляторов
- •-/(Время)
- •2.9. Цифровые системы управления
- •2.10. Адаптивное управление с помощью нечеткой логики
- •Вопросы и задания для самопроверки, темы для обсуждения
- •Глава 3. Метрологические основы формирования, обработки и передачи информации
- •3.1. Основные метрологические понятия и термины
- •3.2. Физическая величина. Единицы и размерности физических величин
- •3.3. Основные понятия об измерениях
- •3.4. Средства измерений и их основные элементы
- •3.5. Системы дистанционной передачи и устройства связи с объектом
- •9 8 7 Рис. 3.7. Принципиальная схема дифференциально-трансформаторной системы дистанционной передачи (пояснения в тексте)
- •3.6. Модуляция и демодуляция сигнало
- •3.7. Устройства связи с объектом (усо)
- •3.8. Типовая система сбора и передачи информации
- •Глава 4. Методы и средства формирования информации о состоянии технологических объектов (процессов)
- •4.1. Методы и средства измерений температуры
- •4.2. Методы и средства измерений давления
- •Верхний предел измерения, кг/см2 Напряжение питания: Выходной сигнал: Изготовитель:
- •4.3. Методы и средства измерений расхода и количества вещества
- •Выходной сигнал: Изготовитель: 0...5 мА; 4...20 мА уеоа (Германия)
- •Диапазон измерений: Температура измеряемой среды: Выходной сигнал: Изготовитель:
- •Диапазон расхода: для држи-25-8 0,2...8 м!/ч
- •Релейный постоянного тока — 24 в, 7 а Габариты пчс1 220x148 мм
- •Диапазон расходов: l...L,f Температура измеряемой среды: Давление измеряемой среды Напряжение питания Погрешность измерения Выходной сигнал:
- •0...5 МА; 4...20мА; 0...1кГц; импульс прямоугольной формы 120x160x500 мм оао «Теплоприбор», г. Челябинс
- •Диапазон измерения расхода м'/ч; Температура измеряемой среды Точность измерения расхода Точность измерения плотности Диапазон измерения плотности Максимальная длина кабеля Изготовитель:
- •4.4. Методы и средства измерений уровня
- •4.5. Методы и средства измерений состава вещества
- •От 4 до 6 в; от источника постоянного тока с напряжением от 8 до 12 в Габариты измерительного преобразователя: 200x105x60 мм
- •Дилер компании миллаб
- •Изготовитель:
- •4.5.5. Методы и средства измерений состава газовых смесей
- •4.6. Методы и средства измерений свойств веществ
- •Расходомер для измерения плотности (концентрации) жидкости Promass
- •Технические характеристики
- •Или мониторе компьютера
- •Технические характеристики
- •4.6.2. Методы и средства измерения влажности
- •Иптв 056м
- •Габаритные установочные размеры: передняя панель (no din 43700) монтажная глубин вырез на щите
- •Выходной унифицированный сигнал составляет 0...5 мА или 4...20мА
- •Точность измерения содержания: влаги органических продуктов покрытий Изготовитель:
- •Технические характеристики Пределы измерения Температура измеряемой среды Выходной сигнал
- •4.7. Методы и средства измерений вкуса и аромата пищевого продукта
- •0,7...4% Масс 5...50° с 0...5мА
- •4.7.1. Методы и средства измерений структуры компонентов продукта
- •4.7.2. Методы и средства измерений количества ядер 'элементов продукта
- •4.7.3. Методы и средства измерений пищевой ценности продукта
- •4.8. Системы учета энергонагрузок при эксплуатации технологического оборудования пищевых производств
- •5.1. Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации
- •5.2. Агрегатные комплексы гсп
- •5.3. Классификация устройств гсп
- •5.4. Обеспечение единства измерений
- •5.5. Стандартизация
- •Объекты стандартизации и виды стандартов
- •Государственный надзор за стандартами и средствами измерений
- •5.6. Сертификация
- •Система сертификации пищевых продуктов и продовольственного сырья
- •Правила проведения сертификации
- •Оформление документации сертификации (основные положения)
- •Вопросы и задания для самоконтроля, темы для обсуждения
- •Раздел II. Микропроцессорная техника и ее роль в системах управления технологическими процессами
- •Глава 6. Аппаратные средства микропроцессорной техники
- •6.1. Функциональная организация мпс
- •Устройство ввода-вывода
- •6.2. Языки программирования
- •6.3. Микропроцессорная установка централизованного контроля и управления
- •6.4. Микроэвм
- •6.5. Программируемые микропроцессорные контроллеры
- •Контроллера
- •6.6. Программируемый логический контроллер (плк)
- •6.7. Исполнительные устройства
- •6.8. Структура микропроцессорных средств управления
- •6.9. Интерфейсы
- •Передача
- •Получение
- •6.10. Библиотека программ для работы с последовательными интерфейсами
- •6.11. Техническое обеспечение связи (интерфейса). Платы, поддерживаемые pc-ComLib
- •6.12. Диспетчерская подсистема
- •Технические характеристики рабочих станций
- •Дублированный выход (rs-485/can) усо
- •I Jwwl Пульт
- •7.1. Птк для асутп
- •7.2. Мировые тенденции развития микропроцессорных
- •Выносные блоки ввода/вывода и интеллектуальные датчики Рис. 7.2. Обобщенная схема птк
- •7.3. Птк «каскад» для построения и функционирования асутп
- •7.4. Продвинутые птк для асутп
- •Вопросы и задания для самоконтроля, темы для обсуждения
- •8.1. Контроллеры отечественного производства
- •Основные технические характеристики интеллектуального шлюза
- •Пульт оператора
- •Интеллектуальный шлюз Интеллектуальный шлюз
- •Коммуникационный сервер
- •Интеллектуальный шлюз
- •8.1.5. Промышленные плк для распределительных систем серии контраст
- •8.2. Зарубежные контроллеры
- •8.2.1. Auto-log программно-технические средства для промышленной автоматики
- •8.4. Резервирование контроллерных сетей
- •8.5. Полевые сети контроллера
- •Глава 9. Роль и место scada-системы в современном производстве
- •9.1. Отечественная scada-chctema контур
- •9.2. Современные системы scada/hmi
- •9.3. Опыт использования открытых scada-nPOrPamm
- •9.4. Scada-chctema трейс моуд
- •Административный уровень
- •Уровень контроллера
- •Создание списка входов/выходов элемента дерева объекта.
- •9.7. Программный комплекс vns-garden
- •9.8. Зарубежные scada-системы
- •Глава 10. Prosoft - передовые технологии автоматизации
- •10.1. Системы удаленного сбора данных и управления
- •10.1.1. Одноканальные модули аналогового ввода-вывода серии adam-4000
- •10.1.2. Многоканальные модули аналогового ввода-вывода серии adam-4000
- •10.2. Многоточечные сети на базе модулей серии adam-4000 и стандарта rs-485
- •Расширение сети
- •Преобразователь электрических параметров интерфейса rs-232c в rs-485 — повторитель adam-4510
- •Преобразователь интерфейса rs-232/rs-485 с гальванической развязкой
- •10.3. Программирование и программное обеспечение устройств серии adam-4000
- •Стандартный набор команд
- •Проверка наличия ошибок с использованием контрольной суммы
- •Пример программирования
- •10.4. Сервер
- •10.5. Технические характеристики модулей серии
- •10.6. Системы распределенного сбора данных и управления (adam-5000)
- •10.7. Устройства сбора данных и управления серии
- •10.7.1. Формирование сетей сбора данных и управления на базе стандарта rs-485
- •Термопары Термосопротивления Цифровой мВ, в, вывод мА
- •10.8. Средства связи и программирования устройств
- •Adam-5510 — ibm pc совместимый программный микроконтроллер
- •10.9. Adam-5000/can - устройство связи с объектом на основе промышленной шины can
- •Узел 1 Узел 2 Узел 3 Узел 4
- •Шина can
- •Получаемых сообщений
- •Преобразователь adam-4525
- •Повторитель adam-4515
- •Adam-5000/can — устройство распределенного сбора данных и управления
- •Adam-4525/4515 - преобразователь rs-232c/can с гальванической развязкой и повторитель сигналов интерфейса can
- •Характеристика повторителя adam-4515
- •10.10. Программное обеспечение для windows устройств серии adam-5000. Библиотеки динамической компоновки
- •Сервер dde
- •10.11. Технические характеристики модулей серии
- •Adam-5013 — 3-канальный модуль ввода сигналов термосопротивлений
- •Adam-5024 — 4-канальный модуль аналогового ввода
- •Adam-5050 — 16-канальный универсальный модуль дискретного ввода/вывода
- •Adam-5068 — 8-канальный модуль релейной коммутации
- •Adam-5080 — 4-канальный модуль ввода частотных/импульсных сигналов
- •10.12. Genie - программный продукт управления технологическими процессами
- •Регистрация данных
- •Вычисления в масштабе реального времени
- •Отображение информации в масштабе реального времени
- •10.13. Genie. Элементы управления технологическим процессом
- •Регистрация системных и аварийных событий
- •Использование графических элементов управления в процессе исполнения стратегии
- •Двухпозиционное дискретное управление
- •Связывание и внедрение объектов (ole Automation)
- •Программируемый блок пользователя (User Programmable Block)
- •Интерфейсы связи
- •Динамический обмен данными в масштабе реального времени
- •10.14. Требования к аппаратно-программному обеспечению систем управления технологическими процессами пищевых производств
- •10.15. Промышленные рабочие станции
- •Особенности и разрешающая способность пакета разработки genie.Глава 11. Метрологическое обеспечение измерительных средств и систем управления технологическими процессами пищевых производств
- •11.1. Организация метрологического обеспечения средств измерений пищевых производств
- •Технические основы мо предприятия
- •Нормативные задачи мо предприятия, ее метрологической службы
- •Порядок составления графиков поверки измерительных средств
- •11.2. Организация поверочных подразделений ведомственных метрологических служб
- •Автоматизация мо измерительных средств пищевых производств
- •11.3. Организация управления метрологической службы предприятия
- •11.4. Создание информационной базы мо измерительных средств
- •11.5. Метрологическое обеспечение измерительно-информационных и управляющих систем
- •11.6. Теоретические основы мо систем
- •11.7. Метрологический подход к количественной оценке информации
- •11.8. Аттестация алгоритмов обработки измерительной информации
- •11.9. Типовые модели исходных данных
- •Методы оценивания характеристик алгоритмов на типовых моделях исходных данных
- •11.10. Примеры аттестации алгоритмов обработки данных
- •11.11. Задачи пользователей и метрологов при аттестации алгоритмов
- •Раздел III. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами пищевых производств Концепция построения систем управления
- •Глава 12. Асутп пищевых производств
- •12.1. Автоматизированное рабочее место (арм) оператора-технолога
- •12.2. Программное обеспечение асутп
- •Задачи асутп и диспетчерских систем
- •Задачи асутп и информационных систем
- •12.3. Методы и функции управления технологическими процессами
- •12.4. Непрерывные и периодические технологические процессы и особенности управления ими
- •1, 2, ..., /, П — агрегаты, 1 — регулятор исходной концентрации, и —регулятор выходной концентрации, 111 — исполнительный механизм
- •12.5. Системы управления дискретными процессами
- •Глава 13. Моделирование технологических систем, операций, процессов
- •13.1. Типовые модели технологических процессов
- •13.2. Методика математического описания объектов
- •Методы активного эксперимента
- •Методы пассивного эксперимента
- •13.3. Определение динамических характеристик
- •13.4. Модели гидродинамики потоков
- •Модель идеального (полного) перемешивания
- •Модель идеального (полного) вытеснения
- •Каскадная модель
- •Диффузионные модели
- •13.5. Модели массобменных процессов
- •13.6. Модели тепловых процессов
- •Горячий холодный
- •Параметрами
- •Модель теплового процесса в системе с распределенными параметрами
- •13.7. Модели дозирования веществ
- •13.8. Модели микробиологических процессов
- •Модели культивирования микроорганизмов
- •Глава 14. Системы управления технологическими процессами пищевых производств
- •Измерительно-информационные и управляющие системы
- •Вычислительная среда (процессор) база данных об объекте и о системе (априорная информация)
- •Раздел II. Микропроцессорная техника и ее роль в системах управления технологическими процессами 304
- •Глава 6. Аппаратные средства микропроцессорной техники 309
- •7.1. Птк для асутп 349
- •Глава 10. Prosoft - передовые технологии автоматизации 110
- •Глава 13. Моделирование технологических систем, операций, процессов 247
- •Глава 14. Системы управления технологическими процессами пищевых производств 285
- •9. Программное обеспечение открытых scada-систем.Глава 15. Асутп отраслей пищевой промышленности 374
- •7. Система управления производством шоколадных масс.Глава 19. Системы управления производством безалкогольных напитков и продуктов длительного хранения 539
- •3Содержание 592
- •Вычислительная среда (процессор) база данных об объекте и о системе (априорная информация)
- •Раздел II. Микропроцессорная техника и ее роль в системах управления технологическими процессами 304
- •Глава 6. Аппаратные средства микропроцессорной техники 309
- •7.1. Птк для асутп 349
- •Глава 10. Prosoft - передовые технологии автоматизации 110
- •Глава 13. Моделирование технологических систем, операций, процессов 247
- •Глава 14. Системы управления технологическими процессами пищевых производств 285
- •9. Программное обеспечение открытых scada-систем.Глава 15. Асутп отраслей пищевой промышленности 374
- •7. Система управления производством шоколадных масс.Глава 19. Системы управления производством безалкогольных напитков и продуктов длительного хранения 539
- •3Содержание 592 Система управления (асутп) -
- •14.1. Автоматизированная система управления технологическими процессами (асутп)
- •14.2. Методология проектирования микропроцессорных систем управления
- •Этапы разработки консалтинговых проектов
- •Разработка системного проекта
- •Разработка предложений по автоматизации предприятия
- •Разработка технического проекта
- •Последующие этапы разработки
- •Case-технологии — методологическая и инструментальная база консалтинга
- •14.3. Разработка и проектирование асутп и scada-chctem
- •14.4. Программное обеспечение открытых scada-chctem
- •Основные понятия и положения автоматизированного проектирования
- •14.5. Стандартизация в разработке систем управления
- •Эффективность разработок асутп
- •Вопросы и задания для самопроверки, темы для обсуждения
- •15.1. Структура управления пищевым предприятием (хлебозаводом)
- •15.3. Асутп хлебопекарного производства
- •15.4. Системы управления складом бхм, тестоведением и выпечкой хлебобулочных изделий
- •Система управления процессом выпечки хлебобулочных изделий
- •15.5. Асутп макаронного производства
- •Каковы особенности асутп макаронного производства?Глава 16. Системы управления биотехнологическими процессами
- •16.1. Асутп производства спирта
- •16.1.2. Отделение разваривания
- •16.1.3. Отделение осахаривания
- •16.1.4. Отделение брожения
- •16.1.5. Отделение выделения спирта из культуральной жидкости (бражки) и его очистки от примесей
- •17.1. Свёклоперерабатывающее отделение
- •17.2. Отделение дефекосатурации
- •17.3. Отделение выпаривания
- •17.4. Роспускное отделение
- •17.5. Отделение очистки сиропа
- •Особенности структуры асу сахарорафинадным производством.Глава 18. Системы управления кондитерским производством
- •18.1. Асутп производства затяжных сортов печенья
- •18.2. Асутп поточно-механизированной линии производства затяжных сортов печенья
- •18.3. Система управления производством карамели
- •18.4. Управление линией производства карамели
- •18.5. Система управления производством отливных глазированных конфет
- •.Рис. 18.5. Схема системы управления производством отливных глазированных конфет
- •18.6. Технологическая схема процессов отливки и глазирования конфет
- •18.7. Асутп производства шоколадных масс
- •Система управления производством шоколадных масс.Глава 19. Системы управления производством безалкогольных напитков и продуктов длительного хранения
- •19.1. Асутп приготовления кваса
- •19.2. Асутп приготовления томатного сока
- •19.3. Асутп розлива минеральной воды
- •19.4. Асутп приема и переработки винограда на заводах первичной переработки сырья
- •19.5. Система управления переработкой винограда
- •19.6. Асутп мойки в бутыломоечной машине
- •19.7. Асутп производства продуктов длительного
- •19.8. Асутп приготовления детской питательной смеси
- •19.9. Асутп производства белкового концентрата
- •19.10. Асутп производства концентратов сладких блюд
- •Пищевых производств 483—485 асутп 592
- •48' Комплекс Decont 291—292
- •3Содержание
- •Раздел II. Микропроцессорная техника и ее роль в системах управления технологическими процессами 304
- •Глава 6. Аппаратные средства микропроцессорной техники 309
- •7.1. Птк для асутп 349
- •Глава 10. Prosoft - передовые технологии автоматизации 110
- •Глава 13. Моделирование технологических систем, операций, процессов 247
- •Глава 14. Системы управления технологическими процессами пищевых производств 285
- •9. Программное обеспечение открытых scada-систем.Глава 15. Асутп отраслей пищевой промышленности 374
- •7. Система управления производством шоколадных масс.Глава 19. Системы управления производством безалкогольных напитков и продуктов длительного хранения 539
- •3Содержание 592
- •Редактор а.Г. Гаврилов Художник а.А. Брантман Художественный редактор а.Ю. Войткевич Технический редактор н.И. Тростянская Компьютерная верстка е.В. Афонин Корректоры б.Г. Лрилипко, в.А. Жилкина
- •2 Составлен а.Г. Гавриловым.
Вопросы и задания для самопроверки, темы для обсуждения
Что такое автоматика?
Каковы функции локальных систем автоматизации?
Кибернетика — это наука об управлении.
Расскажите о кибернетической системе управления.
Каковы режимы управления в зависимости от степени участия операторов в них?
Что такое технологический объект управления (ТОУ)?
Что такое система автоматического регулирования (САР)?
Охарактеризуйте замкнутую автоматическую систему регулирования.
Опишите одноконтурную САР.
Что такое каскадная САР? Каковы ее преимущества?
Перечислите типовые законы регулирования.
Каков алгоритм выбора закона регулирования и регуляторов в САР?
Дайте классификацию автоматических регуляторов.
Цифровыб системы управления.
Как осуществляется адаптивное управление с помощью нечеткой логики?
Охарактеризуйте каскадные системы автоматического регулирования.
Как осуществляют выбор закона регулирования и регуляторов в САР?
В чем преимущества интеллектуальных систем управления на основе нечеткой логики?
В чем суть фвзи-управления?
Приведите примеры использования интеллектуальных инверторов
.
Глава 3. Метрологические основы формирования, обработки и передачи информации
Измерения являются одним из путей познания человеком окружающего мира и объединяют теорию с его практической деятельностью. Любая отрасль или область такой деятельности невозможна без количественного определения свойств материалов, показателей качества готовой продукции, параметров различных технологических процессов, оценок работоспособности и производительности машин, аппаратов и агрегатов, устройств, обслуживающих управленческий труд и т. д.
Единственным способом получения объективных данных о свойствах предметов и процессов материального мира являются измерения, в результате которых и могут быть определены данные о физических величинах (или параметрах), характеризующих объект, подвергшийся измерению.
Таким образом, измерение — это процесс нахождения численного значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств или средств измерений.
Измерения количественно характеризуют окружающий материальный мир, раскрывая действующие в природе закономерности. Об этом образно сказал основоположник отечественной метрологии великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять».
Под измерительной техникой в широком понимании значения этих слов подразумевают как все технические средства, с помощью которых осуществляют измерения, так и технику, методологию и методики проведения измерений, т. е. эксперимента, направленного на получение результата измерения.
Очевидно, необходимо, чтобы результаты различных измерений были согласованы. При этом результаты измерений одинаковых величин, полученные в разных местах и с помощью различных измерительных средств (устройств), были сопоставимы на уровне требуемой точности измерений.
В первую очередь для этого необходимо единообразие единиц измеряемых величин и мер, осуществляющих их вещественное воспроизведение, а также выполнение ряда других условий для того, чтобы обеспечить все качества результатов измерений, которые нужны для их сопоставления и правильного использования, что в целом называется единством измерений.
Вопросами теории и практики обеспечения единства измерений и занимается метрология. Метрология является основой измерительной техники. И чем больше развивается измерительная техника, тем большее значение приобретает метрология.
Метрология — наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
К основным задачам метрологии относятся: создание и дальнейшее развитие общей теории измерений; образование единиц физических величин и систем единиц; разработка методов и средств измерений (СИ), методов определения точности измерений, основ обеспечения единства измерений и единообразия СИ; создание эталонов и образцовых СИ, проверка мер и СИ. Содержание основных положений и задач теоретической метрологии отражено схемой (рис. 3.1).
7
- 4869 97
Рис.
3.1. Схема структуры теоретической
метрологии
Большое значение, особенно на этапе технической подготовки производства, имеет метрологическая экспертиза нормативной документации, которая предполагает анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности, а также обеспечению методами и средствами измеренииий (СИ) процессов разработки, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий.
Известно, что критерием эффективности и конкурентоспособности пищевых производств является стандартное качество готовой продукции.
ГОСТ 15467—79 установил, что качество продукции — это совокупность свойств, обуславливающих пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Из этого следует, что за исходную характеристику качества продукции принято ее свойство.
Главным содержанием метрологического обеспечения качества продукции на предприятиях является соответствие выпускаемой продукции требованиям стандартов и техническим условиям (ТУ), состояние внедрения стандартов, соблюдения технологической дисциплины на производстве, соответствие применяемых методов измерений, контроля и анализа качества продукции требованиям стандартов и ТУ. При этом обязательной является проверка метрологического обеспечения предприятия: контроль технического состояния измерительной техники и соответствие ее применения в производственном процессе, при испытаниях и контроле качества продукции; наличие нормативно-технической документации (НТД), относящейся к проверяемой продукции.
При проверке состояния измерительной техники, которая осуществляется одновременно с проведением контроля за качеством продукции, устанавливают соответствие средств и методов измерений требованиям НТД и техническому уровню, правильность эксплуатации СИ, наличие на них клейм (или свидетельств) государственной или ведомственной проверки, соблюдение установленных сроков проверки, техническое состояние и достоверность показаний СИ.
В ходе проверки устанавливают степень обеспеченности проверочных органов инструкциями, правилами, стандартами, образцовыми СИ, техническую исправность последних, своевременность проверки, соответствие поверочных и ремонтных помещений условиям, необходимым для обеспечения качества поверок и ремонта измерительной техники, своевременность изъятия из обращения неисправных и используемых не по назначению СИ, а также порядок хранения измерительной техники.
