М инистерство образования и науки Украины Национальная металлургическая академия Украины

Введение

5

1 Автоматизация производственных процессов

7

1.1 Процесс управления

7

1.2 Необходимость автоматизации современного производства

8

1.3 Особенности металлургических объектов автоматизации

8

1.4 Предпосылки успешной автоматизации:

9

1.5 Экономическая оценка эффективности автоматизации

10

1.6 Основные требования к автоматизации

12

2 Технологический объект и системы управления

12

2.1 Описание технологического объекта управления (ТОУ)

13

2.2 Математическая модель ТОУ и основная задача автоматизации

15

2.3 Классификация систем автоматического управления

16

3 Переходные процессы и оценка их качества

25

3.1 Статическое и динамическое состояние системы

25

3.2 Виды переходных процессов

26

3.3 Типовые воздействия на объект

27

3.4 Оценка качества процесса управления

29

4 Функциональные схемы автоматизации

32

4.1 Назначение и виды функциональных схем автоматизации

32

4.2 Обозначения элементов автоматики

34

4.3 Принципы составления функциональных схем автоматизации

38

4.4 Структурные схемы контроля и управления основных

теплотехнических параметров

45

4.4.1 АСР температуры в печи

46

4.4.2 АСР давления в рабочем пространстве печи

48

4.4.3 АСР соотношения «топливо-воздух»

50

4.4.4 Автоматическая защита и сигнализация

53

5 Принципы и режимы управления

55

5.1 Принцип разомкнутого управления (по заданию)

55

5.2 Управление по отклонению (принцип обратной связи)

56

5.3 Управление по возмущению (принцип компенсации)

57

5.4 Пример реализации принципов управления

59

5.5 Оптимальное и адаптивное управление

61

5.6 Режимы функционирования систем автоматизации

63

6 Типовые динамические звенья

64

6.1 Свойства типовых динамических звеньев

64

6.2 Понятие передаточной функции

65

6.3 Динамические звенья первого порядка

66

6.3.1 Пропорциональное звено

66

6.3.2 Апериодическое (инерционное) звено первого порядка

68

6.3.3 Идеальное интегрирующее звено

69

6.3.4 Реальное интегрирующее звено

70

6.3.5 Идеальное дифференцирующее звено

71

6.3.6 Реальное дифференцирующее звено

72

6.3.7 Звено чистого запаздывания

73

6.4 Класификация динамических звеньев второго порядка

74

6.5 Передаточные функции соединений динамических звеньев

77

6.5.1 Последовательное соединение

77

6.5.2 Параллельное соединение

78

6.5.3 Встречно-параллельное соединение звеньев

78

6.5.4 Передаточная функция по нагрузке

79

6.5.5 Передаточная функция по заданию

79

7 Частотные характеристики систем управления

80

7.1 Амплитудная и фазовая частотные характеристики

81

7.2 Совмещенная частотная характеристика

84

7.3 Частотная передаточная функция

85

7.4 Частотные функции соединений звеньев

86

7.5 Логарифмические частотные характеристики

87

8 Устойчивость автоматического систем управления

88

8.1 Понятие равновесия и устойчивости

88

8.2 Математические критерии устойчивости

90

8.3 Области устойчивости САУ в фазовом пространстве параметров

94

9 Технические средства автоматизации

95

9.1 Состав и функции технических средств

95

9.2 Общие требования к ТСА

97

9.3 Требования к технологическим датчикам

98

9.4 Исполнительные устройства и требования к ним

98

9.5 Регулирующие органы

100

9.6 Разработка технических средств автоматизации

101

10 Автоматические регулирующие устройства

103

10.1 Типовые оптимальные переходные процессы регулирования

103

10.2 Законы регулирования и автоматические регуляторы

104

10.3 Синтез законов регулирования

109

10.4 Оптимальное управление

111

11 Микропроцессорная техника

112

11.1 Синтез логических устройств

112

11.2 Микропроцессорные системы

120

11.3 Структура и основные функции микроконтроллеров

122

12 Управляющие вычислительные комплексы

130

12.1 Принципы построения управляющих вычислительных комплексов

130

12.2 Технические и программные компоненты УВК

133

12.3 Требования к УВК

135

Рекомендуемая литература

136