3 Автоматизированные системы управления (асу)

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления производственными, экономическими и организационными процессами на предприятии.

Под автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУ ТП) обычно понимается комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию основных технологических операций на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем от­носительно завершенный продукт.

Здесь важно сделать акцент на слове «автоматизированная». Под этим подразумевается, что система управления отнюдь не полностью автономна (самостоятельна), и требуется участие человека (оператора) для реализации определенных задач. В тоже время локальные САУ предназначены для работы без какого-либо контроля со стороны че­ловека и полностью автономны. Очень важно понимать эту принци­пиальную разницу между АСУ и САУ.

Классификация АСУ ТП

• SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) система дис­петчерского управления — контроль и мониторинг объектов с участи­ем диспетчера. Термин SCADA часто используется в более узком смысле: многие так называют программный пакет визуализации тех­нологического процесса.

• PLC (Programmable Logic Controller) - программируемый логи­ческий контроллер (ПЛК). Под термином ПЛК часто подразумевается аппаратный модуль для реализации алгоритмов автоматизированного управления. Тем не менее, термин ПЛК имеет и более общее значение и часто используется для обозначения целого класса систем.

• DCS (Distributed Control System) распределенная система управ­ления (РСУ).

В последние годы внедряются гибридные системы, которые по ряду характерных признаков можно отнести как к одному классу, так и к другому

Билет 6

6.1 Матем. описание САУ с помощью дифференциальных уравнений(Д.У.)

Для описания динамических св-в ОУ используют физич. и химич. законы, применяют уравнения материальн. и энергетич. балансов.

Пример работы теплообменника (ОУ).Холодная вода, смешиваясь с горячим конденсатом (пар), подаётся потребителю. На входе ОУ: поток тепла, поступающий с холодной водой Q₁ и паром Q₂, на выходе: поток тепла с горячей водой Q₃ (Q₁ и Q₂ – кол-во тепла, поступающее в теплообменник в единицу времени, а Q₃ – кол-во тепла выходящего с горячей водой).

а) установившийся режим Q₁+Q₂=Q₃, Q₁+Q₂-Q₃=0.Θ = const – t-ра горячей воды.

б) переходный режим, возникает при изменении любого (или всех) теплового потока. t-ра горячей воды Θ изменяется, а скорость изменения зависит от величины изменения теплового потока и коэффициента А – тепловой ёмкости ОУ. Через некоторое время установится новая Θ соответствующая балансу тепловых потоков. Т.е. в переходном режиме:

Пусть кол-во тепла с холодной водой неизменно, т.е. ΔQ₁ = 0, а его изменение происходит за счёт потока пара Q₂, т.е

Т.к. изменение теплового потока ΔQ₃ пропорционально изменению t-ры горячей воды ΔΘ, её удельной теплоёмкости с и массе m (ΔQ₃= c·m·ΔΘ), то

Обозначив: T =A/c·m – постоянная времени ОУ; k =1/c·m – коэф. передачи ОУ; y =ΔΘ; x =ΔQ₂ – Д.У. запишется: T(dy/dt)+y= – Д.У. 1-го порядка

На практике матем. описание САУ имеет более высокий порядок и содержит производные в левой и правой части. В общем случае САУ может быть описана линейным Д.У. с постоянными коэф-ми вида:

Решить Д.У. высокого порядка трудно. Поэтому записывают Д.У. как передаточную функцию.