
- •7(8).092501 «Автоматизированное управление
- •Содержание
- •Глава 6 общая структура ПрограммноГо обеспечениЯ асу тп 84
- •Глава 7 Принципы проектирования пользовательского интерфейса 93
- •Глава 8 Надежность систем автоматизации 97
- •Глава 9 Средства самодиагностики и восстановления 123
- •Глава 10 Метрологическое обеспечение асу тп 129
- •Глава 1 Общая характеристика асу тп
- •1.1 Термины и определения
- •1.2 Функции асу тп
- •I. Информационные
- •II. Управляющие:
- •III. Вспомогательные:
- •1.3 Состав асутп
- •1.4 Классификация асу тп
- •Глава 2 Концепция построения асу тп
- •2.1 Особенности систем цифрового управления
- •2.2 Концепция построения асутп
- •2.3 Аппаратная платформа контроллеров
- •Глава 3 Организация разработки по асу тп
- •3.1 Стадии создания асу тп
- •3.2 Этапы создания специализированного программного и информационного обеспечения (спио)
- •3.3 Техническое задание на разработку спио
- •3.4 Технический проект спио
- •3.5 Программы и программные документы спио
- •Глава 4 Информационное обеспечение асу
- •4.1 Общие положения
- •4.1.1 Цепочка прохождения информационного сигнала о ходе тп:
- •4.1.2 Схемы связи с датчиками (о параметрах тп)
- •4.2 Вход и выход технологических процессов
- •4.3 Бинарные и цифровые датчики
- •4.4 Аналоговые датчики
- •4.5 Датчики движения
- •4.6 Датчики силы, момента и давления
- •4.7 Датчики приближения
- •4.8 Согласование и передача сигналов
- •4.8 Устройства связи с объектом
- •Глава 5 Алгоритмическое и программное обеспечение задач контроля и первичной обработки информации
- •5.1 Назначение алгоритмов контроля
- •5.2 Аналитическая градуировка (масштабирование) и коррекция показаний датчиков
- •5.3 Фильтрация и сглаживание
- •5.4 Достоверность исходных данных и аварийная сигнализация
- •5.5 Интерполяция и экстраполяция
- •5.6 Статистическая обработка экспериментальных данных
- •5.7 Дискретизация технологической информации.
- •5.8 Задачи характеризации
- •5.10 Структура данных для обработки измерений
- •Глава 6 общая структура ПрограммноГо обеспечениЯ асу тп
- •6.1 Особенности объектов автоматизации черной металлургии
- •6.2 Асу тп как система функциональных задач
- •6.3 Факторы, определяющие качество специального программного обеспечения
- •6.4 Основные требования и структура спо асутп
- •6.5 Основные подсистемы спо асутп
- •Назначение алгоритмов контроля.
- •Глава 7 Принципы проектирования пользовательского интерфейса
- •7.1 Основные требования
- •7.2 Дизайн операторского интерфейса
- •7.3 Виды видеокадров асутп
- •Глава 8 Надежность систем автоматизации
- •8.1 Общие сведения о надежности автоматизируемых систем
- •Показатели надежности систем
- •Показатели надежности восстанавливаемых систем
- •8.4 Принципы описания надежности асутп. Отказы ас
- •8.6 Общая характеристика условий работы автоматических систем
- •8.7 Методы повышения надежности автоматических систем
- •8.7.1 Повышение надежности при проектировании
- •Глава 9 Средства самодиагностики и восстановления
- •Глава 10 Метрологическое обеспечение асу тп
- •10.1 Асу тп как объект метрологического обеспечения
- •10.2 Метрологическая аттестация асу тп
5.4 Достоверность исходных данных и аварийная сигнализация
Существует много методов проверки достоверности исходных данных. Для автоматизированных систем достоверность играет особую роль, так как ошибки во входных данных могут привести к некорректным управляющим действиям. В первую очередь, необходимо убедиться, что величина входного сигнала лежит в пределах рабочего диапазона датчика. Как указывалось ранее, выход за его границы может указывать на исключительную ситуацию, например, что датчик отключен. Эта проверка не должна представлять собой простое сравнение с предварительно установленным пороговым значением, потому что в этом случае даже небольшие колебания около этого значения могут вызывать множество аварийных сигналов. Во избежание таких ситуаций обычно определяют полосу гистерезиса вокруг порогового значения (рис. 5.7). Аварийный сигнал генерируется только тогда, когда входная величина превысит второе пороговое значение. Для того чтобы сбросить аварийный сигнал, входная величина должна снова пересечь первое пороговое значение. Новый аварийный сигнал может быть выработан после того, как второй порог будет достигнут снова.
Проверка скорости изменения сигнала позволяет обнаружить ошибки датчика. Если изменения выходного сигнала датчика в течение нескольких последних интервалов выборки превышают заранее определенное значение, то вырабатывается аварийный сигнал. Контроль скорости изменения должен проводиться перед цифровой фильтрацией, в противном случае изменения сигнала могут быть утрачены и проверка становится бессмысленной.
Рисунок 5.7 – Полоса гистерезиса около пороговых значений
Аварийная индикация устанавливается, когда значение сигнала достигает точки 1, и удерживается до тех пор, пока оно не станет меньше нижней границы полосы гистерезиса; новый аварийный сигнал будет выработан в точке 2
5.5 Интерполяция и экстраполяция
Интерполяция - построение приближенного или точного аналитического выражения функциональной зависимости, когда о ней известны только соотношения между аргументом и соответствующими значениями функции в конечном ряде точек - имеет следующие применения в АСУТП:
линеаризация и интерполяция сигналов датчиков;
формирование непрерывно-изменяющегося сигнала по коэффициенту временного полинома или числовой программе в системах программного регулирования;
получение аналитического выражения статической (обычно в виде квадратичной формы от входных воздействий) или динамической (обычно в виде дробно-рациональной передаточной функции) характеристик по экспериментально полученным точкам в задачах идентификации и характеризации;
получение аналитического выражения корреляционных функций или спектральных плотностей при статистической обработки данных;
переход от одной формы математического описания к другой в задачах характеризации;
интерполяция таблиц, номограмм, диаграмм, хранящихся в памяти ЭВМ, для определения каких-либо параметров, например, параметров ПИД-регулятора по номограммам.
Задача интерполяции при наличии помех измерений называется задачей сглаживания.
Экстраполяция - распространение результатов, полученных из наблюдений над одной частью явления на другую его часть, недоступную для наблюдения. Имеет следующее применение в АСУТП:
повышение качества управления (быстродействия, устойчивости и т.п.), обычно - за счет введения в закон управления производных;
предсказание (прогнозирование) возмущающих воздействий или возмущающего движения при создании оптимальных систем комбинированного типа, содержащих две составляющих управления, из которых одна является функцией текущего состояния, а вторая - функцией предсказанного возмущения;
предсказание положения в стационарной точке в задачах планирования экстремальных экспериментов или экстремального регулирования для ускорения процесса поиска;
предсказание аварийных ситуаций и редко измеряемых переменных, когда для управления процессом требуется более частый опрос переменных, чем реально возможный.
Алгоритмы экстраполяции и интерполяции рассматривались в дисциплине «Численные методы».