Классификация компрессоров
Пневмотические цилиндры
Это исполнительный механизм возвратно-поступательного перемещения выходного звена для достижения оптимальных условиях управления для систем пневматики.
Характеристики:
Диаметр поршня 2-4-320,0мм
Рабочий ход 1-2000мм( в бесштоковых конструкциях до 10м)
Развиваемое усилие 2-5000Н
Скорость движения выходного звена 0,02-1,50 м/с
По функциональным возможностям делятся на пневмоцилиндры в которых полезная работа совершается только при выдвижении или вытягивании штока цилиндра и вторая категория пневмоцилиндры двух стороннего действия полезная работа совершается в них как при прямом перемещение штока цилиндра так и при обратном.
Пневмоцилиндр одностороннего действия.
Пневмоцилиндр двухстороннего действия
Пневмоцилиндр двухстороннего действия в качестве полезной работы используют перемещение выходного вала цилиндра зависимости от воздействия на него давление сжатого воздуха.
Пневмоцилиндр с демпфированием конце хода
Демпфирование - защита от ударов и износа.
Это запорнорегулирующие элементы применяющиеся в определительных системах дл я управления потоками давления сжатого воздуха в условиях посторонних схем. В пневматике является одной из основных частей систем управления постоянных на пневматических элементах.
В зависимости от рабочего органа или чувствительного элемента разпределители делиться на несколько категорий игольчатые, тарельчатый, золотниковые и дросселирующие.
Программируемые логические контроллеры
Это устройства входящие в состав среднего уровня систем управления и обеспечивающие управление основным и вспомогательным технологическим процессом. Основной функцией ПЛК является обеспечение автоматического режима работы технологического процесса.
Устройства связи и объектом асутп
Основная задача - преобразование сигналов с которыми работают устройства первого уровня (датчики и исполнительные механизмы с как правило аналоговыми электрическими сигналами), в сигналы, циркулирующие на верхних уровнях АСУТП (как правило с сигналами в виде цифровых кодов).
Для передачи сигналов с первого уровня на второй и наоборот, требуются АЦП (аналого-цифровой преобразователь) И ЦАП (цифроаналоговый преобразователь).
АЦП - преобразует аналоговый сигнал в цифровой
ЦАП - преобразует аналоговый сигнал в цифровой
Качество АЦП и ЦАП главным образом зависит от:
Частоты дискредитации
Разрядности
После преобразования информации необходимо контролировать процесс ее передачи. Для этого применяются устройства, которые входят в состав как контроллеров, так и компьютеров.
Локальные контроллеры обмена информацией - служат для управления процессом приема-передачи информации в самом устройстве. Они определяют моменты готовности к передаче информации обоих устройств, а также линии связи
Устройства обмена - они непосредственно принимают участие в приёме-передаче информации. В их функции входят преобразование информации в вид , пригодный для передачи, осуществление самого процесса, а также расшифровка принятой информации.
Буферные запоминающие устройства - служат для кратковременного хранения информации, предназначенной для передачи или принятой от другого устройства. Основной их функцией является сопряжение устройств с различным быстродействием.
Коммутаторы - служат для правильного распределения информации между различными устройствами и направления ее по различным линиям. Они определяют адресное пространство внутри АСУТП.
Адаптеры - сетевая технология обмена информацией, позволяющая сократить затраты на прокладку проводок, так как большинство сигналов передаётся на большие расстояния с помощью сетевых кабелей.
Средства измерения, преобразования и регулирования в АСУТП
К средствам измерения и преобразования измерительной информации а АСУТП относятся измерительные преобразователи, расположенные на первом нижнем уровне системы. Поскольку большинство АСУТП, используемых в нефтеперерабатывающей промышленности, относящиеся к группе супервизорных, основными средствами регулирования являются различные контроллеры.
В современных АСУТП применяются два класса контроллеров: программируемые логические контроллеры и PC-совместимые контроллеры.
ПЛК (программируемые логические контроллеры) - микропроцессорное устройство, предназначенное для управления технологическими процессами в промышленности и другими сложными технологическими объектами. Принцип работы: производится сбор сигналов от датчиков и их обработка по прикладной программе пользователя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства.
Основные функциональные элементы:
Корпус
Источник питания - должен обеспечивать непрерывность и надежность работы всех узлов контроллера.
Процессорный модуль - в зависимости от используемой элементной базы может быть 8-, 16-, и 32-разрядными. По логическому построению модуль процессора контроллера аналогичен системному блоку персонального компьютера, где вместо дисковых накопителей в контроллерах используются перепрограммируемые запоминающие устройства и флеш-память.
Модули ввода-вывода - предназначены для преобразования входных аналоговых и дискретных сигналов в цифровую форму и выдачи управляющего воздействия в виде аналогового или дискретного сигнала.
Модули связи и интерфейсов - обеспечивают связь контроллеров с верхним уровнем, а также между собой.
Специализированные модули
PC-совместимые контроллеры - это контроллеры , выполненные на базе компьютера.
Первое и главное преимущество РС-контроллеров связано с их открытостью, т. е. с возможностью применять в АСУТП самое современное оборудование, только-только появившееся на мировом рынке, причем оборудование для РС-контроллеров сейчас выпускают уже не десятки, а сотни производителей, что делает выбор достаточно широким. Это очень важно, если учесть, что модернизация АСУТП идет поэтапно и занимает длительное время, иногда несколько лет. Пользователь АСУТП уже не находится во власти одного производителя (как в случае с ПЛК), который навязывает ему свою волю и заставляет применять только его технические решения, а сам может сделать выбор, применяя те подходы, которые в данный момент его больше всего устраивают. Он может теперь применять в своих системах продукцию разных фирм, следя только, чтобы она соответствовала определенным международным или региональным стандартам. Второе важное преимущество РС-совместимых контроллеров заключается в том, что в силу их «родственности» с компьютерами верхнего уровня не требуются дополнительные затраты на подготовку профессионалов, обеспечивающих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять (и это подтверждается на практике) специалисты, обеспечивающие эксплуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает процедуры их эксплуатации, что в конечном счете приводит к общему снижению затрат на создание или модернизацию АСУТП.
РС-совместимые контроллеры условно можно разделить на локальные и распределенные (модули ввода-вывода располагаются вне корпуса контроллера).
Локальные РС-совместимые контроллеры состоят из процессорной платы со встроенными функциями работы с диском, клавиатурой и монитором, блока питания под различные входные напряжения и плат сбора данных, обеспечивающих ввод-вывод аналоговых и цифровых сигналов. По сути, это обычный компьютер в компактном исполнении, обеспечивающий все функции компьютера с добавлением специфических возможностей, которые характерны для промышленного контроллера.
Среди них:
наличие сторожевого таймера для перезапуска системы при сбое, с программируемым интервалом перезапуска;
возможность работы с flash-памятью (в настоящее время наблюдается тенденция к снижению стоимости flash-дисков);
расширенные возможности для подключения плат расширения (их количество будет ограничено адресным пространством компьютера);
высокая интеграция элементов и соответственно малый размер плат;
наличие дополнительной памяти размером в 1 кбит для хранения критических данных, что позволяет исключить несанкционированную замену программного обеспечения или самой процессорной платы;
возможность работы только от одного напряжения, некоторые платы могут работать только от напряжения +5 В.
В последнее время часто используют распределённую архитектуру контроллеров в АСУТП. Это особенно удобно для больших установок, которые находятся далеко друг от друга. В таких установках нужно много проводов и они могут ломаться. Поэтому контроллеры с небольшим количеством входов и выходов ставят рядом с датчиками и механизмами. Каждый контроллер отвечает за свою часть процесса. Контроллеры связываются между собой и с главным контроллером или компьютером с помощью промышленной сети. Ещё в таких системах используют умные модули ввода-вывода, которые тоже ставят рядом с датчиками и механизмами. Они тоже связываются с главным контроллером через промышленную сеть.
Благодаря гибкой архитектуре контроллеров можно по-разному управлять процессом. Контроллеры могут управлять процессом сами или просто передавать информацию от компьютера к механизмам. Современные контроллеры могут управлять разными процессами с разной скоростью и точностью.