- •1 Основные термины и определения тау
- •1.1 Основные понятия
- •1.2 Классификация аср
- •1 По назначению (по характеру изменения задания):
- •2 По количеству контуров:
- •3 По числу регулируемых величин:
- •4 По функциональному назначению:
- •5 По характеру используемых для управления сигналов:
- •6 По характеру математических соотношений:
- •7 По виду используемой для регулирования энергии:
- •8 По наличию внутреннего источника энергии
- •9 По принципу регулирования:
- •2 Характеристики и модели элементов и систем
- •2.1 Основные модели
- •2.2 Статические характеристики
- •2.3 Временные характеристики
- •2.4 Дифференциальные уравнения. Линеаризация
- •2.5 Преобразования Лапласа
- •2.6 Передаточные функции
- •2.6.1 Определение передаточной функции
- •2.6.2 Примеры типовых звеньев
- •2.6.3 Соединения звеньев
- •2.6.4 Передаточные функции аср
- •2.6.5 Определение параметров передаточной функции объекта по переходной кривой
- •2.7 Частотные характеристики
- •2.7.1 Определение частотных характеристик
- •2.7.2 Логарифмические частотные характеристики
- •3 Качество процессов управления
- •3.1 Критерии устойчивости
- •3.1.1 Понятие устойчивости линейных систем
- •3.1.2 Корневой критерий
- •3.1.3 Критерий Стодолы
- •3.1.4 Критерий Гурвица
- •3.1.5 Критерий Михайлова
- •3.1.6 Критерий Найквиста
- •3.2 Показатели качества
- •3.2.1 Прямые показатели качества
- •3.2.2 Корневые показатели качества
- •3.2.3 Частотные показатели качества
- •3.2.4. Интегральные показатели качества
- •3.2.5 Связи между показателями качества
- •4. Настройка регуляторов
- •4.1. Типовые законы регулирования
- •4.2 Определение оптимальных настроек регуляторов
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления
- •1 Измерения технологических параметров
- •1.1 Государственная система приборов (гсп)
- •1.2 Основные определения
- •1.3 Классификация контрольно-измерительных приборов
- •1.4 Виды первичных преобразователей
- •1.5 Методы и приборы для измерения температуры
- •1.5.1 Классификация термометров
- •1.5.2 Термометры расширения. Жидкостные стеклянные
- •1.5.3 Термометры, основанные на расширении твердых тел
- •1.5.4 Газовые манометрические термометры
- •1.5.5 Жидкостные манометрические термометры
- •1.5.6 Конденсационные манометрические термометры
- •1.5.7 Электрические термометры
- •1.5.8 Термометры сопротивления
- •1.5.9 Пирометры излучения
- •1.5.10 Цветовые пирометры
- •1.6 Вторичные приборы для измерения разности потенциалов
- •1.6.1 Пирометрические милливольтметры
- •1.6.2 Потенциометры
- •1.6.3 Автоматические электрические потенциометры
- •1.7 Методы измерения сопротивления
- •1.8 Методы и приборы для измерения давления и разряжения
- •1.8.1 Классификация приборов для измерения давления
- •I. По принципу действия:
- •II. По роду измеряемой величины:
- •1.8.2 Жидкостные манометры
- •1.8.3 Чашечные манометры и дифманометры
- •1.8.4 Микроманометры
- •1.8.5 Пружинные манометры
- •1.8.6 Электрические манометры.
- •1.9 Методы и приборы для измерения расхода пара, газа и жидкости
- •1.9.1 Классификация
- •1.9.2 Метод переменного перепада давления
- •1.9.3 Расходомеры постоянного перепада давления
- •1.10.2 Поплавковый метод измерения уровня
- •1.10.3 Буйковые уровнемеры
- •1.10.4 Гидростатические уровнемеры
- •1.10.5 Электрические методы измерения уровня
- •1.10.6 Радиоволновые уровнемеры
- •2 Исполнительные устройства
- •2.1 Классификация исполнительных устройств
- •2.2 Исполнительные устройства насосного типа
- •2.3 Исполнительные устройства реологического типа
- •2.4 Исполнительные устройства дроссельного типа
- •2.5 Исполнительные механизмы
- •3 Функциональные схемы автоматизации
- •3.1 Условные обозначения
- •3.2 Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации
- •3.3 Основные принципы построения функциональных схем автоматизации
- •Xe [xt] xiа лампочка.
- •Xe [xt] xirа лампочка.
- •Xe [xt] xiс задвижка.
- •3.4 Примеры схем контроля температуры
- •1 Индикация и регистрация температуры (tir, рисунок 2.35)
- •2 Индикация, регистрация и регулирование температуры с помощью пневматического регулятора (tirс, пневматика, рисунок 2.36)
- •Часть 3. Современные системы управления производством
- •1 Структура современной асутп
- •2 Аппаратная реализация систем управления
- •2.1 Средства измерения технологических параметров
- •2.2 Устройства связи с объектом
- •2.3 Аппаратная и программная платформа контроллеров
- •2.4 Промышленные сети
- •3 Программная реализация систем управления
- •3.1 Виды программного обеспечения
- •3.2 Scada-системы
- •3.3 Работа с субд
- •3.3.1 Принципы работы баз данных
- •3.3.2 Обеспечение безопасности баз данных
- •3.3.3 Операторы языка sql
- •3.4 Методология idef
- •3.4.1 Модели систем
- •3.4.2 Методика построения функциональной модели
- •3.4.3 Методика построения информационной модели
- •3.5 Программные системы управления производством
- •Список литературы
- •Приложение а
- •1 Шина asi
- •2 Шина ControlNet
- •3 Шина Interbus
- •4 Шина can
- •5 Протокол hart
- •6 Шина Foundation Fieldbus
- •7 Протокол lon (lonTalk)
- •8 Шина DeviceNet
- •9 Протокол WorldFip
- •10 Сеть Profibus
- •11 Протокол Ethernet
- •Приложение б
- •Приложение в
- •Приложение г
- •Содержание
- •Часть 1. Теория Автоматического Управления (тау) 4
- •Часть 2. Средства автоматизации и управления 63
- •Часть 3. Современные системы управления производством 104
5 Протокол hart
Схема взаимоотношений между узлами сети основана на принципе MASTER/SLAVE. В HART-сети может присутствовать до 2 MASTER-узлов (обычно один). Второй MASTER, как правило, освобожден от поддержания циклов передачи и используется для организации связи с какой-либо системой контроля/отображения данных. Стандартная топология - "звезда", но возможна и шинная организация. Для передачи данных по сети используются два режима:
1) асинхронный: по схеме "MASTER-запрос\SLAVE-ответ" (один цикл укладывается в 500 мс);
2) синхронный: пассивные узлы непрерывно передают свои данные MASTER-узлу (время обновления данных в MASTER-узле за 250-300 мс).
За одну посылку один узел может передать другому до 4 технологических переменных, а каждое HART-устройство может иметь до 256 переменных, описывающих его состояние. Контроль корректности передаваемых данных основан на получении подтверждения.
6 Шина Foundation Fieldbus
Foundation Fieldbus - это название промышленной шины, поддерживаемой организацией Fieldbus Foundation. Как и CiA, Fieldbus Foundation тоже является ассоциацией, появившейся в результате слияния североамериканских компаний ISP-Foundation и WorldFIP.
В Foundation Fieldbus используются
базовый физический уровень (H1 FF), обеспечивающий скорость передачи в 31,25 Кбит/с, - на основе модифицированной версии физического уровня IEC 1158-2;
скоростной физический уровень (H2 FF) с максимальной скоростью передачи в 1 Мбит/с - на основе IEC 1158-2;
уровень сетевого протокола, в котором используются элементы проекта стандарта унифицированной промышленной шины IEC/ISA SP 50;
прикладной уровень, включающий элементы концепции ISP/PROFIbus (версии 3.0).
Шина Foundation Fieldbus ориентирована на непрерывное управление во "влажных" производствах, в потенциально взрывоопасных средах и поэтому должна проектироваться на базе низковольтной малоточной логики. Шина Foundation Fieldbus сходна с шиной PROFIbus-PA, которая также имеет встроенные средства защиты. Кроме того, в ней имеются средства поддержки высокоуровневого супервизорного контроля, аналогичные средствам шины PROFIbus-FMS.
7 Протокол lon (lonTalk)
Протокол LON (точнее LONTalk) был разработан американской компанией Echelon Corporation для построения интеллектуальных систем жизнеобеспечения зданий.
LON-сеть может состоять из сегментов с различными физическими средами передачи: витая пара, радиочастотный канал, инфракрасный луч, линии напряжения, коаксиальный и оптический кабели. Для каждого типа физического канала существуют трансиверы, обеспечивающие работу сети на различных по длине каналах, скоростях передачи и сетевых топологиях.
При разрешении коллизий используется предсказывающий алгоритм их предупреждения, то есть доступ к каналу упорядочивается на основе знания о предполагаемой нагрузке этого канала. Узел, желающий передавать, всегда получает доступ к каналу со случайной задержкой из некоторого диапазона. Для предотвращения снижения пропускной способности сети величина задержки представлена как функция числа незавершенных заданий (backlog), стоящих в очереди на выполнение. Способность алгоритма, реализованного на MAC-уровне, "предсказывать" основана на оценке числа незавершенных заданий. Каждый узел имеет и поддерживает текущее значение backlog: инкрементирование и декрементирование происходит по результатам отправления и приема пакетов.
Максимальная размерность LON-сети - 32000 узлов, соединенных различными физическими средами в произвольной сетевой конфигурации.