![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Систем автоматизации
- •6.092500 «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии» Преподаватель к.Т.Н., доц. О.Е.Потап
- •1. Общие положения асу тп
- •Определение асу тп
- •1.2. Функции асу тп
- •Классификация асу тп
- •1.4. Состав асу тп Выполнение функций асу тп достигается благодаря взаимодействию ее составных частей, которые называются видами обеспечения (рис.1.4).
- •1.5. Жизненный цикл асу тп
- •Общие сведения
- •Назначение и цели создания системы
- •4.11. Требования к патентной чистоте
- •4.12. Требования к стандартизации и унификации
- •4.13. Требования к функциям
- •5.9. Алгоритмы систем
- •Измерителя технологических параметров
4.11. Требования к патентной чистоте
4.12. Требования к стандартизации и унификации
4.13. Требования к функциям
Подсистема |
Функция (задача) |
Форма представления выходной информации |
Точность (погрешность) выполнения |
Время выполнения |
Регламент выполнения |
Критерий отказа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1.САУ тепловым режимом печи |
1.1. Стабилиза-ция соотноше-ния газ-воздух |
Сигнал на из-менение расхо-да воздуха |
0,01 |
время регулированияне более 1 мин |
После изменения расхода газа |
Появление брака по нагреву |
|
1.2. Индикация параметров нагрева |
Видеокадр |
1,0 % |
периодичность обновления не белее 1с |
По инициативе оператора |
Отсутствие динамической картинки на дисплее |
|
|
|
|
|
|
|
4.14. Требования к видам обеспечения
5. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ АСУ ТП
6. ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ СИСТЕМЫ
ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОБЪЕКТА К ВВОДУ АСУ ТП В ДЕЙСТВИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ
2.2.Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP )
по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89 CEI 70-1 EN 60529)
Защитные корпуса (кожуха, ограждения и пр.) для различных электротехнических материалов классифицируются в зависимости от типа и степени защиты.
Буквы «IP» кода: International Protection
Первая цифра IP: Степень защиты от посторонних твёрдых тел, пыли
Первая цифра IP (Xx) |
Вид защиты |
0 |
Защиты нет |
1 |
Защита от твёрдых тел размером >=50 мм |
2 |
Защита от твёрдых тел размером >=12,5 мм |
3 |
Защита от твёрдых тел размером >=2,5 мм |
4 |
Защита от твёрдых тел размером >=1,0 мм |
5 |
Частичная защита от пыли |
6 |
Полная защита от пыли |
Вторая цифра IP: Степень защиты от от проникновения воды
Вторая цифра IP (xX) |
Вид защиты |
0 |
Защиты нет |
1 |
Защита от капель конденсата, падающих вертикально |
2 |
Защита от капель, падающих под углом до 15 градусов |
3 |
Защита от капель, падающих под углом до 60 градусов |
4 |
Защита от брызг, падающих под любым углом |
5 |
Защита от струй, падающих под любым углом |
6 |
Защита от динамического воздействия потоков воды (морская волна) |
7 |
Защита от попадания воды при погружении на определённую глубину и время |
8 |
Защита от воды при неограниченном времени погружения на определённую глубину |
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ АСУ ТП
3.1. СХЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
отражает функциональный состав системы
и взаимосвязи между отдельными функциями
Элементами схемы в зависимости от степени детализации могут быть:
подсистемы АСУ ТП
Условные обозначения линий связи:
линия информационной связи
л
иния связи входимости
л
иния связи подчиненности
а
фтоматизированные функции
или части функций (действия) АСУ ТП
Принятые кодированные обозначения:
виды функций
У – управляющая И – информационная
Вс – внутрисистемная Вн – внешняя
О – основная В – вспомогательная
|
режимы реализации функций
АРР – ручной АРС – советчика АРД – диалоговый
АК – косвенного управления АП – прямого управления
|
3.2. СХЕМА ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ
разрабатывается для больших АСУ ТП, функционирование которых требует участия большого числа лиц оперативного и административного персонала, с целью определить:
подразделения (должностные лица), обеспечивающие функционирование АСУ ТП, либо использующие при принятии решений информацию, полученную от АСУ ТП, а также их функции;
с
вязи между ними и их соподчиненность
Элементы схемы:
Пример:
Схема организационной структуры системы учета
п
24
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ ТП
4.1. СОСТАВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧНИЯ
перечни входных и выходных сигналов и данных
формы документов и видеокадров
нормативно-справочная информация
4.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИГНАЛОВ В АСУ ТП
4.3. ТАБЛИЦЫ ПЕРЕЧНЕЙ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ В АСУ ТП
ПЕРЕЧЕНЬ ВХОДНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ
Наименование |
Диапазон изменения |
Форма представления |
Периодичность изменения |
Источник формирования |
1. Температура в то-мильной зоне печи |
800 - 1200С |
Напряжение постоянного тока 0 – 50 мВ |
Не чаще 1 мин. |
Радиационный пирометр |
|
|
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ВХОДНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ
Наименование |
Диапазон изменения |
Разрядность |
Периодичность изменения |
Источник формирования |
1. Толщина готового проката |
0,10 – 2,40 мм |
12 бит |
50 мс |
Радиоизотопный толщиномер |
2. Заданное значение температуры |
500 – 1000С |
16 бит |
По инициативе оператора (не чаще 5 мин) |
Пульт оператора на посту ПУ-3 |
3. Заданное значение температуры |
500 – 1000С |
Последова-тельный код |
По инициативе оператора (не чаще 5 мин) |
Клавиатура на посту ПУ-3 |
4. Реквизиты плавки |
Символьная информация |
Последова-тельный код |
По инициативе оператора (30 мин) |
Клавиатура на посту ПУ-3 |
4. Длина полосы |
70,0 – 110,0 м |
Последова-тельный код |
Не чаще 5с |
Подсистема раскроя проката |
|
|
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ВХОДНЫХ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ СИГНАЛОВ
Наименование |
Периодичность (частота) изменения |
Источник формирования |
1. Наличие проката на выходе клети №4 |
Не чаще 10 с
|
Датчик наличия проката D4 |
2. Команда «Ручной рез» |
По инициативе оператора (не чаще 3 с) |
Пульт оператора на посту ПУ-10 |
3. Фактическая частота вращения ножниц
|
1-10 Гц |
Импульсный датчик ПДФ-3 |
|
|
|
4.4. ТАБЛИЦЫ ПЕРЕЧНЕЙ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ В АСУ ТП
ПЕРЕЧЕНЬ ВЫХОДНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ
Наименование |
Диапазон изменения |
Форма представления |
Приемник |
1. Сигнал на изменение скорости двигателя |
1000 об/мин |
Напряжение постоянного тока 10 В |
Тиристорный преобразователь |
|
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ВЫХОДНЫХ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ
Наименование |
Диапазон изменения |
Разрядность |
Приемник |
1. Задание частоты вращения двигате-ля 12-ой клети |
200 – 1500 об/мин |
16 бит |
САРС клети №12 |
2. Индикация темпе-ратуры металла |
500 – 1200С |
Видеокадр |
Дисплей на посту ПУ-4
|
3. Индикация реквизи-тов плавки |
Символьная информация |
Видеокадр |
Дисплей на посту ПУ-4
|
4. Длина полосы |
70,0 – 110,0 м |
Последова-тельный код |
Подсистема управления сбрасывателем полос |
|
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ ВЫХОДНЫХ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ СИГНАЛОВ
Наименование
|
Приемник |
1. Индикация наличия проката на рольганге |
Пульт оператора на посту ПУ-10
|
2. Команда на открытие задвижки |
Панель управления задвижкой
|
|
|
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ ТП
5.1. ТРЕБОВАНИЯ К АЛГОРИТМАМ
Алгоритм - точное описание способа решения задачи, устанавливающее какие операции и в какой последовательности выполнить, чтобы получить результат, однозначно определяемый исходными данными
Основные требования к алгоритмам
Т р е б о в а н и я |
для вычислительных алгоритмов |
для алгоритмов систем автоматизации
|
1. Определенность |
Абсолютная понятность, исключающая любую возможность неоднозначного толкования |
|
2. Массовость |
Применимость к решению задачи при любых вари-ациях входных перемен-ных, остающихся в обла-сти допустимых значений |
Способность обеспечить управление объектом при любых возможных сочета-ниях сигналов, появляю-щихся на входах вычисли-тельного комплекса в произвольные моменты времени |
3. Результативность |
Завершение процесса ре-шения задачи за конеч-ное число шагов |
|
![](/html/2706/329/html_QtZai0yMuW.uxKj/htmlconvd-sCg2Ae_html_6c3bdfe15de39c3f.gif)
5.2. ПРАВИЛА СОСТАВЛЕНИЯ БЛОК-СХЕМ АЛГОРИТМОВ
Условные графические обозначения (ГОСТ 19.003 –80)
Н а и м е н о в а н и е |
О б о з н а ч е н и е |
П о я с н е н и е |
1. Процесс |
|
Вычислительные действия или их последовательность
|
2. Решение
|
|
Проверка выполнения условий |
3. Ввод-вывод
|
|
Ввод–вывод данных, команд, сигналов |
4. Ручной ввод
|
|
Ввод информации с операторского пульта |
5.Предопределенный процесс
|
|
Вычисление по подпрограмме или стандартной программе |
6. Документ
|
|
Вывод информации на печатающее устройство |
7. Вывод на дисплей
|
|
Вывод информации на экран дисплея
|
8. Внутристраничный соединитель
|
|
Обозначение разрывов линий связи, расположенных в пределах одного листа схемы
|
9. Межстраничный соединитель
|
|
Обозначение разрывов линий связи, расположенных на разных листах схемы
|
10. Пуск – останов
|
|
Обозначение начала и конца алгоритма |
Правила выполнения (ГОСТ 19.002 –80)
Для облегчения поиска символов на схеме рекомендуется поле листа разбивать на зоны
В каждую зону помещают один символ
Символу присваивают координаты зоны, в которой он расположен
Линии потока, идущие в неосновных направлениях, должны оканчиваться стрелками
П
ри большой насыщенности схем линии потока допускается обрывать.
В случае, если оба места обрыва находятся на одном листе, -
В
случае, если места обрыва находятся на
разных
листах, -
Для детализации некоторой программы, представленной на схеме одним символом «Процесс», необходимо
5.3. ОСОБЕННОСТИ АЛГОРИТМОВ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
5
.3.1.
Наличие бесконечного программного
цикла
5.3.2. Необходимость ввода информации с датчиков
и измерителей в режиме реального времени
5.4. ПРОГРАММНЫЙ ОПРОС датчиков
С
ущность:
Информация вводится в систему в момент выполнения команды опроса датчика, которая включена в основной программный цикл
Достоинство:
Простота
Недостаток: Наличие временной задержки между моментом срабатывания датчика и моментом обнаружения этого события системой
Пример:
С
истема
транспортирования заготовок секционным
рольгангом
Необходимо:
включать секции после появления заготовки на соответствующем датчике;
отключать секции
а) после исчезновения заготовки из поля зрения соответствующего датчика, если к этому моменту уже включена следующая секция рольганга;
б) после появления заготовки на следующем датчике, если к этому моменту она уже вышла из поля зрения предыдущего датчика.
Решение 1. метод «Ожидания»
Решение 2. метод «Обегания цикла»
5.5. ВВОД сигналов ПО ПРЕРЫВАНИЮ
П
рименяется:
При необходимости не-медленного реагирования на срабатывание датчика
Если периодичность сра-батывания дачика меньше времени программного цикла
Сущность прерывания:
В момент срабатывания датчика выполнение про-граммы основного цикла приостанавливается на вре-мя выполнения отдельной программы обработки про-изошедшего прерывания
С
хема
обработки
прерываний в случае более высокого
приоритета 2-го датчика
С
хема
обработки
прерываний в случае более высокого
приоритета 1-го датчика
Пример:
Система управления подачей труб на обработку
Необходимо: блокировать работу перекладывающей решетки, если количество N труб на наклонном стеллаже достигает максимально допустимого значения NZ
5.6. ТИПОВОЙ АЛГОРИТМ ВВОДА СИГНАЛОВ
ОТ ДВУХПОЗИЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ
При вводе двухпозиционных сигналов в системы автоматизациинаиболее часто интерес представляет не само значение сигнала, а момент перехода датчика из одного состояние в другое (фронт сигнала).
Сущность: Для выделения фронта двухпозиционных сигналов в алгоритмах АСУ ТП формируют специальный признак (DD), который находится во взведенном состоянии только в том программном цикле, в котором обнаружено изменение состояния датчика.
D – признак состояния датчика
DD – признак наличия фронта сигнала
DD=0 – нет фронта;
DD=1 – передний фронт;
DD=2 – задний фронт
SD – признак состояния датчика в предыдущем
АЛГОРИТМ ВЫДЕЛЕНИЯ ФРОНТОВ
ДВУХПОЗИЦИОННОГО СИГНАЛА
№ цикла |
D |
SD |
DD |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1 |
1 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
4 |
1 |
1 |
0 |
5 |
1 |
1 |
0 |
6 |
1 |
1 |
0 |
7 |
0 |
0 |
2 |
8 |
0 |
0 |
0 |
9 |
0 |
0 |
0 |
Таблица
состояния признаков
![](/html/2706/329/html_QtZai0yMuW.uxKj/htmlconvd-sCg2Ae_html_893cc72861a6c4da.gif)
5.7. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ
НАДЕЖНОСТИ
5.7.1. АЛГОРИТМ ДВУКРАТНОГО ВВОДА СИГНАЛОВ
ДВУХПОЗИЦИОННОГО ДАТЧИКА
С
ущность:
Решение о
наличии фронта сигнала принимается в
системе при условии, что датчик перешел
в новое состояние и остается в нем в
течение двух
циклов программы.
D – признак состояния датчика
D
D
– признак наличия
фронта сигнала
DD=0 – нет фронта;
DD=1 – передний фронт;
DD=2 – задний фронт
SD – признак состояния датчика в предыдущем цикле;
PD1– признак наличия переднего фронта в предыдущем цикле
PD2– признак наличия заднего фронта в предыдущем цикле
№ цик-ла |
D |
SD |
PD1 |
PD2 |
DD |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
5 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
6 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
8 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
11 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Таблица
состояния признаков
5.7.2. ВВОД СИГНАЛОВ ДВУХПОЗИЦИОННОГО ДАТЧИКА
С ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКОЙ
С
ущность:
Решение о
наличии фронта сигнала принимается в
системе при условии, что датчик перешел
в новое состояние и остается в нем в
течение заданного временного интервала,
ни разу не возвращаясь в исходное
5.8. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕРЫВАНИЙ ТАЙМЕРА
ДЛЯ ОТСЧЕТА ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ
5.8.1. Измерение временного интервала между двумя событиями
Пример: Алгоритм определения скорости прокатки
5.8.2. Отсчет заданного временного интервала
Пример: Алгоритм управления зачистным резом кривошипных ножниц