2

1.4::Аналіз::існуючої::системи::автоматизації::та::оцінка::рівня::автоматизації

Показником::рівня::автоматизації::вважається::та::частина::праці::по::управлінню::технологічним::процесом,::яка::здійснюється::автоматично.::

Таблиця::1.2::–::Експертна::оцінка::коефіцієнта::важливості::γ_і::та::ступеня::автоматизації::β_і::для::різних::функцій::управління::і::контролю

Для::кожної::вищерозглянутої::функції::управління::задається::коефіцієнт::важливості::γ_і::,::що::визначає::її::відносне::значення::у::загальному::процесі::управління,::а::також::оцінка::ступеня::автоматизації::β_і.::Значення::β_і,::γ_і::задаються::за::допомогою::експертних::оцінок.

Для::аналізу::існуючої::системи::автоматизації::та::оцінки::рівня,::приймаємо::наступні::показники::автоматизації::згідно::табл.::1.2:

• Контроль::стану::обладнання:

автоматичний::контроль::відсутній::β_і::=0,::γ_і::=1;

• Аналіз::технологічної::ситуації:

оператором::по::даних::приладів::і::сигналізації::відхилень::β_і::=0,5,::γ_і::=0,8;

• Управління::технологічними::параметрами:

ручне::β_і::=0,3,::γ_і::=1;

автоматичне::β_і::=0,::γ_і::=1;

• Розрахунок::техніко-економічних::показників:

Автоматичний::розрахунок::відсутній::β_і::=0,::γ_і::=0,6;

• Вимірювання,::контроль::стану::та::реєстрація::технологічних::параметрів:

прилади::по::місцю::β_і::=0,3,::γ_і::=1;

• Оперативний::зв'язок:

без::технічних::засобів::β_і::=0,4,::γ_і::=0,9;

• Запуск::і::зупинка::технологічних::процесів:

з::використанням::ручного::приводу::та::приладів::по::місцю::β_і::=0,6,::γ_і::=1.

Показник::рівня::автоматизації::Р_f::::розраховується::за::формулою

:: (1.1)

Тобто::рівень::автоматизації::складає::47%.

Крім::цієї::оцінки,::є::оцінка::відповідності::рівня::автоматизації::можливим::вимогам.::Такий::показник::можна::подати::як::відношення::фактичного::рівня::автоматизації::до::оптимального

:: (1.2)

Фактичний::рівень::автоматизації,::це::та::величина::показника::рівня::автоматизації::яка::існує::до::впровадження,::тобто::31,1%.

Рівень::автоматизації,::який::буде::досягнуто::після::впровадження::запропонованих::у::проекті::систем::регулювання,::управління::та::контролю,::це::той::рівень::автоматизації,::якого::необхідно::досягнути.

• Контроль::стану::обладнання:

сигналізація::про::відмову::з::виводом::на::щит::β_і::=0,6,::γ_і::=1;

• Аналіз::технологічної::ситуації:

по::спеціальних::алгоритмах::β_і::=0,9,::γ_і::=0,8;

• Управління::технологічними::параметрами:

стабілізація::параметрів::β_і::=0,8,::γ_і::=1;

• Розрахунок::техніко-економічних::показників:

автоматичний::розрахунок::відсутній::β_і::=0,::γ_і::=0,6;

• Вимірювання,::контроль::стану::та::реєстрація::технологічних::параметрів:

з::архівуванням::та::збереженням::зміни::значень::β_і::=0,95,::γ_і::=1;

• Оперативний::зв'язок:

автоматично::β_і::=0,8,::γ_і::=0,9;

• Запуск::і::зупинка::технологічних::процесів:

повністю::автоматично::по::заданим::алгоритмам::β_і::=0,95,::γ_і::=1.

::::(1.3)

Тобто::передбачуваний::рівень::автоматизації::становить::75,2%.

Виходячи::з::цього,::відповідність::рівня::автоматизації::дасть::наступні::результати:

::(1.4)

::Отже,::відповідність::рівню::автоматизації::складає::78,8%.

1.5::Можливі::варіанти::автоматизації.::Вибір::елементної::бази

Інтенсивний::розвиток::сучасних::засобів::обчислювальної::техніки::привів::до::широкого::поширення::цифрових::систем::управління,::які::зараз::широко::використовуються::у::різних::галузях::сільського::господарства.::Впровадженню::цифрових::систем::управління::в::значній::мірі::сприяло::створення::мікропроцесорів::та::побудованих::на::їх::основі::мікроконтролерів.::

Функціональна::гнучкість,::висока::надійність,::незначні::габарити::та::вартість::мікропроцесорних::засобів::обумовили::доцільність::їх::використання::у::різній::апаратурі,::у::тому::числі::і::промислових::системах::автоматичного::управління.

Попередні::характеристики::цифрових::систем::у::поєднанні::з::низьким::електроспоживанням::та::малими::габаритами::::визначають::доцільність::використання::їх::у::багатьох::галузях::народного::господарства,::навіть::там,::де::раніше::використання::таких::систем::було::неприйнятним::з::міркування::вартості,::надійності,::розмірів::та::спожитої::енергії.

Сучасна::електронна::промисловість::надає::розробникам::автоматичних::систем::широкий::асортимент::мікропроцесорних::засобів.::Розібратися::серед::великої::кількості::мікропроцесорних::засобів::нелегко.::Ще::складніше::зробити::їх::правильний::вибір.::Від::того,::наскільки::успішно::здійснено::вибір::мікропроцесорних::засобів,::у::першу::чергу::залежить::ефективність::усього::проектування::САУ.

Вибір::мікропроцесорних::засобів::неможливо::здійснити::незалежно::від::задачі::управління,::її::алгоритмічного::опису.::Він::спирається::також::на::вимоги::технічного::завдання::з::швидкодії::САУ,::точності::та::інших::показників::якості::управління::::і::базується::на::попередніх::розрахунках,::а::також::знаннях::розробника.::

Розв’язання::проблеми::забезпечення::показників::якості::управління::пов’язане::з::вибором::періоду::дискретизації::та::числа::рівнів::квантування::вхідного::сигналу,::які::залежать::від::частотних::характеристик::процесу,::так::і::від::алгоритму::обробки::інформації,::і::обмежені::відповідними::характеристиками::сучасних::ЕОМ,::такими,::як::швидкодія::та::довжина::розрядної::сітки.::

Розглянемо::можливість::реалізації::даної::системи::за::допомогою::модулів::ICPCON::серії::І::–::7000::та::промислового::комп’ютера.::Велика::різноманітність::цих::модулів::дає::змогу::здійснити::вибір::потрібних::ПЛК,::які::будуть::задовольняти::вимоги::системи::регулювання::даного::проекту.::Дані::ПЛК::мають::велику::швидкодію,::надійність,::функціональність::та::прості::в::використанні.::Проте,::якщо::реально::використовувати::їх::для::даного::випадку,::то::вони::не::будуть::використовувати::певний::відсоток::своїх::ресурсів.::Крім::того,::їх::не::ефективно::застосовувати::з::економічної::точки::зору,::тому::що::коштують::ці::модулі::дуже::дорого.

Проаналізувавши::всі::вищеперераховані::переваги::і::недоліки,::в::своєму::::дипломному::проекті::в::якості::основного::пристрою::за::допомогою::якого::буде::здійснюватись::управління::я::обираю::мікроконтролер::РІС16F877.::Технічна::характеристика::мікро::контролера::наведена::нижче.::Усі::програмні::продукти,::програми::управління::високого::рівня::і::компілятори::для::мікроконтролера::працюють::під::управлінням::операційної::системи::Microsoft®::Windows::хх.::Уся::система::збору::даних::та::управління::виконавчими::механізмами::буде::розроблена::на::сучасній::елементній::базі.::Алгоритм::управління::буде::реалізований::на::мікроконтролері::таким::чином,::щоб::система::повноцінно::функціонувала::без::участі::у::ній::персонального::комп’ютера,::останній::може::використовуватись::тільки::для::накопичення::інформації::про::стан::технологічного::процесу.::::Для::передачі::даних::на::великі::відстані::буде::використано::інтерфейс::RS–485.

Рисунок::1.9::–::Розташування::виводів::мікроконтролера

Характеристика::мікроконтролера::PIC16F877:

• Високочастотна::RISC::архітектура::

• 35::інструкцій

• Всі::команди::виконуються::за::один::цикл,::крім::інструкцій::переходів

• Тактова::частота:::

• -::DC::–::20::МГц,::тактовий::сигнал

• -::DC::–::200::нс,::один::машинний::цикл

• До::8к::х::14::слів::FLASH::пам’яті::програм

• До386::х::8::байт::пам’яті::даних::(ОЗУ)

• До::256::х::8::байт::EEPROM::пам’яті::даних

• Система::переривань::(до::14::джерел)

• 8::рівнів::апаратний::стек

• Прямий,::непрямий::::і::відносний::режим::адресації

• Скидання::при::ввімкненні::живлення

• Сторожовий::таймер::WDT::з::власним::RC::генератором

• Програмований::захист::пам’яті::програм

• Режим::енергозбереження::::SLEEP

• Вибір::параметрів::тактового::генератора

• Повністю::статична::архітектура

• Програмування::в::готовому::пристрої::

• Низьковольтний::режим::програмування

• Широкий::діапазон::напруг::живлення::від::2,0::до::5,5::В

• Підвищена::навантажувальна::здатність::портів::введення/виведення::

• Низьке::енергоспоживання:

• *::<::0.6::мА::@::3.0::B,::4.0::МГц

• *::20::мкА::@::3.0::В,::32::кГц

• *<1::мкА::в::режимі::енергозбереження

• Три::модулі::таймерів,::два::модулі::захвату/порівняння/широтно-імпульсної::модуляції::(ШІМ),::модуль::послідовного::синхронно-асинхронного::прийомо-передавача::(USART),::десятирозрядного::вісьмиканального::аналого-цифрового::перетворювача::(АЦП).