1 Система прямого цифрового управления

Э ВМ непосредственно вырабатывает оптимальные управляющие воздействия и с помощью соответствующих преобразователей передает команды управления на ИМ. Позволяет исключить локальные регуляторы с задаваемой уставкой; применять более эффективные принципы регулирования и управления и выбирать их оптимальный вариант; снизить расходы на техническое обслуживание и унифицировать средства контроля и управления.

Оператор должен иметь возможность изменять уставки, контролировать выходные параметры процесса, варьировать диапазоны допустимого изменения переменных, изменять параметры настройки, иметь доступ к управляющей программе. Недостаток заключается в том, что надежность всего комплекса определяется надежностью устройств связи с объектом и ЭВМ, и при выходе из строя объект теряет управление, что приводит к аварии. Выходом из этого положения является организация резервирования ЭВМ, замена одной ЭВМ системой машин.

2 Экспериментальный метод отыскания оптимального режима оу

Суть заключается в том, что на объекте устанавливают те или иные режимы и смотрят какое значение при каждом из них будет иметь целевая ф-ия. Выбирают тот, для которого целевая ф-ция имеет экстремальное значение (для малоинерционных объектов, в к-ых нет опасности возникновения аварийных режимов). Метод симплексного планирования.

Симплексом в пространстве n-измерений наз-ют многогранник, имеющий n+1вершину, не лежащую в пространстве n-1 измерения (n=2 – треугольник, n=3 – четырехугольник).

Симплекс обладает св-вом, что фигура получающая при отображении одной из его вершин от-но противоположной грани тоже яв-ся симплексом.

И

сп-ют тогда, когда вычисление функции f(x) для фиксированного значения х трудоемка и поэтому нужно прийти в точку максимума с минимальным числом вычислений максимизируемой ф-ции. Отображение вершины, деформация симплекса, уменьшение размеров симплекса.

Обозначим вершины симплекса, построенного на i-ой итерации: x^ji, x²ⁱ… x^υi…x⁽ⁿ⁺¹⁾ⁱ

n-размерность вектора х. Пусть требуется отобразить вершину j от-но противоположной грани, т.е. найти координаты точки x^j(i+1). Воспользуемся тем, что середина отрезка, соединяющего точки x^ji и x^j(i+1) одновременно яв-ся центром тяжести противоположной грани, тогда

- для к-ой отображенной вершины

3 Уровни и функции асутп

Уровень ТП (полевой) - формирует первичную информацию, которая обеспечивает работу всей АСУТП, на этот уровень адресно поступают и реализуются управляющие воздействия АСУТП. Оборудование—первичные преобразователи (датчики),ИМ, РО.

Уровень контроля и управления ТП (контроллерный) выполняет функции сбора и первичной обработки дискретных и аналоговых сигналов, выработки управляющих воздействий на ИМ.

Оборудование - программируемые контроллеры, УСО, ШК и шкафы с контроллерами и вспомогательными средствами автоматизации и вычислительной техники. Оборудование обеспечивает необходимо гальваническое групповое или индивидуальное разделение входных/выходных сигналов, аналого-цифровое, цифроаналоговое преобразование.

Ввод данных о состоянии ТП в ЭВМ выполняется УСО. По отношению к ЭВМ эти модули являются внешними устройствами и подключаются к соответствующему интерфейсу. По характеру вводимых и выводимых сигналов модули УСО делятся на:

Модули ввода-вывода аналоговой информации. К аналоговым сигналам обычно относятся:

Сигналы постоянного тока в диапазонах 0-5; 0-20; 4-20 мА; Сигналы напряжения постоянного тока в диапазонах: от 0-5 мВ до 0-100 мВ, 0-10В; Сигналы сопротивления в диапазонах 0-300 Ом (от ТС) и 0-150; 0-300; 0-500 Ом (от др. датчиков);

М

По способу управления УСО делятся на: Модули пассивного УСО непосредственно подключаются к ЭВМ. При этом значительное время процессора этой машины тратится на организацию сбора и первичной обработки информации с технологического объекта, на выработку и выдачу управляющих воздействий

одули ввода-вывода дискретной информации. Дискретные сигналы используют для отображения событий, двоичных по своей природе или приводимых к двоичной форме (для сигнализации о положении клапана (открыто-закрыто) или состояния оборудования (включено-выключено).

Модули активного УСО включает микро-эвм, выполненную на универсальном или специализированном процессоре, которая осуществляет опрос датчиков, первичную обработку информации, выработку и выдачу управляющих воздействий автономно от центральной ЭВМ.

Уровень магистральной сети (сетевой) - является связующим звеном между контроллерами и СО. Основой можно считать цифровую промышленную сеть, состоящую из многих узлов, обмен информацией между которыми производится цифровым способом. Ethernet

Уровень человеко-машинного интерфейса. Уровень человеко-машинного интерфейса обеспечивает трудовую деятельность человека-оператора АСУТП в системе «человек-машина». На этом уровне взаимодействие оператора с ТП осуществляется через человеко-машинный интерфейс, который реализуется в программных пакетах. (SCADA).

Информационная функция включает получение информации, ее обработку, хранение и передачу персоналу АСУТП или во вне системы о состоянии ТОУ или внешней среды. 4 степени развитости:

- параллельный и централизованный контроль и измерение параметров состояния ТОУ;

- косвенное измерение, в т.ч. путем вычисления отдельных комплексных показателей фун-ия ТОУ;

- анализ и обобщенная оценка состояния ТП по его модели (диагностика аварийных состояний, прогноз хода процесса).

Управляющая функция включает получение информации о состоянии ТОУ, ее оценку, выбор управляющих воздействий и их реализацию. 7 степеней развитости:

- одноконтурное автоматическое регулирование,

- каскадное автоматическое регулирование или автоматическое программное логическое управление по «жесткому» циклу;

- многосвязное автоматическое регулирование или автоматическое программное логическое управление по циклу с разветвлениями;

- оптимальное управление установившимися режимами; - оптимальное управление переходными процессами или процессом в целом;

- оптимальное управление быстропротекающими переходными процессами в аварийных условиях;

- оптимальное управление с адаптацией.