Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Технологический контроль работы сырьевой мельницы233 1 page





А. Е. Медведев А. В. Чупин

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Учебное пособие

Кемерово 2009

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кузбасский государственный технический университет»

 

А. Е. Медведев А. В. Чупин

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Учебное пособие

Кемерово 2009

 

УДК 681.5

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

 

Кафедра автоматизации производственных процессов института цветных металлов и материаловедения Сибирского федерального университета

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой автоматизации исследований и технической кибернетики В. Я. Карташов (Кемеровский государственный университет)

 

 

Медведев, А. Е. Автоматизация производственных процессов : учеб. пособие / А. Е. Медведев, А. В. Чупин ; Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2009. – 325 с.

 

ISBN 978-5-89070-696-6

 

 

Учебное пособие подготовлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Автоматизация производственных процессов» для студентов специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

Рассмотрены основы компьютерной автоматизации промышленного производства, включающие в себя структуры АСУ ТП и интегрированных систем управления производством, принципы организации связи программируемых средств автоматизации и программного обеспечения контроллерного и диспетчерского уровней управления в АСУ ТП.

Изложены задачи и системы автоматизации основных технологических процессов и установок в горном, строительном, химическом и машиностроительном производствах, а также вспомогательных процессов – производства пара и сжатого воздуха.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Кузбасского государственного технического университета.

 

 

  УДК 681.5  
  Ó Кузбасский государственный технический университет, 2009
ISBN 978-5-89070-696-6 Ó Медведев А. Е., Чупин А. В., 2009

 



ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ.. 7

ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.. 9

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОД-СТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.. 9

1.1. Тенденции развития систем промышленной автоматиза- ции 9

1.2. Интегрированные системы управления производством.. 13

1.3. Характеристика объектов автоматизации и методы их иден-тификации 15

1.4. Автоматизированные системы управления технологически-ми процессами (АСУ ТП) 30

1.4.1. Структура и технические средства АСУ ТП.. 30

1.4.2. Технология обмена данными в АСУ ТП.. 36

1.4.3. Пример АСУ ТП.. 40

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЯЗИ ПРОГРАММИРУЕ-МЫХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ.. 51

2.1. Цифровой канал передачи информации. 51

2.2. Линии связи. 56

2.3. Интерфейсы проводных каналов связи. 62

2.4. Промышленные сети. 68

2.4.1. Общие положения. 68

2.4.2. Структура и активные элементы промышленной сети. 74

2.4.3. Краткая характеристика протоколов промышленных се-тей 77

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП 84

3.1. Первичная обработка измерительной информации. 84

3.1.1. Схема преобразования измерительной информации в контроллере 84

3.1.2. Перекалибровка каналов АЦП.. 88

3.1.3. Определение периода опроса каналов. 89

3.1.4. Определение зоны возврата для исключения «дребезга» и формирование событий для аналоговых переменных. 90

3.1.5. Фильтрация сигналов измерительной информации. 92

3.1.6. Масштабирование и линеаризация. 93

3.1.7. Алгоритмический контроль достоверности сигналов из-мерительной информации. 97

3.1.8. Обработка дискретной информации. 100

3.1.9. Определение апертуры.. 101

3.2. Состав программного обеспечения современных систем ав-томатизации 101

3.3. Программное обеспечение нижнего (контроллерного) уров- ня в АСУ ТП.. 103

3.3.1. Характеристика языков программирования стандарта IEC 61131-3 104

3.3.2. Краткая характеристика инструментальной системы ISaGRAF 117

3.3.3. Последовательность разработки программного обеспе- чения контроллера. 119

3.4. Программное обеспечение верхнего (диспетчерского) уров- ня в системе управления. 120

3.4.1. Состав программного обеспечения верхнего уровня. 120

3.4.2. Общая характеристика SCADA-систем.. 122

3.4.3. SCADA-система Trace Mode. 130

3.4.4. SCADA-система Genie 3.0. 137

ЧАСТЬ 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕС-КИХ ПРОЦЕССОВ И УСТАНОВОК В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. 141

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ БУРЕНИЯ И ЭКСКАВА-ЦИИ 141

1.1. Автоматизация процессов бурения. 141

1.1.1. Основные направления и эффективность автоматизации процессов бурения. 141

1.1.2. Буровой процесс как объект автоматизации. 142

1.1.3. Критерии оптимального управления бурением.. 143

1.1.4. Системы автоматизации процесса бурения карьерных шарошечных станков. 145

1.2. Автоматизация процессов экскавации. 155

1.2.1. Основные направления автоматизации карьерных экскаваторов 155



1.2.2. Автоматическое управление процессом копания мех-лопатой с неповоротным ковшом.. 156

1.2.3. САУ копанием механической лопатой с поворотным ковшом 160

1.2.4. Компьютерная система управления процессом экскавации мехлопатой. 163

1.2.5. Программное управление прямым переносом ковша драглайна 175

1.2.6. Автоматизация роторных экскаваторов. 179

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНВЕЙЕРНОГО ТРАНСПОРТА.. 194

2.1. Основные направления и эффективность автоматизации конвейерного транспорта. 194

2.2. Автоматическое регулирование загрузки ленточных кон-вейеров 195

2.3. Автоматическое регулирование натяжения лент конвей- еров 200

2.4. Системы дистанционно-автоматического управления кон-вейерными линиями. 202

3. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДРОБЛЕНИЯ И СОРТИ-РОВКИ 216

3.1. Задачи автоматизации процессов дробления и сортировки. 216

3.2. Автоматическое регулирование процесса дробления. 217

3.3. Автоматизация процесса сортировки. 222

3.4. Автоматическая оптимизация дробильно-сортировочного процесса 228

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРЬЕВЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ.. 231

4.1. Автоматизация процессов приготовления сырьевой смеси в производстве цемента. 231

4.1.1. Технологические основы и задачи автоматизации. 231

Технологический контроль работы сырьевой мельницы233

4.1.3. Автоматическое управление процессом приготовления смеси 234

4.2. Автоматизация процессов приготовления бетонных сме- сей 240

4.2.1. Автоматическое управление бетоносмесительной уста-новкой циклического действия. 240

4.2.2. АСУ бетоносмесительным узлом.. 243

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДОЗИРОВАНИЯ И ВЗВЕ-ШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ.. 247

5.1. Автоматическое управление дозаторами непрерывного действия 247

5.1.1. Дозаторы с управлением по массе. 247

5.1.2. Дозаторы с управлением по производительности. 249

5.2. Автоматическое управление дозаторами дискретного действия 251

5.3. Автоматические конвейерные весы.. 255

5.4. Автоматические вагонные весы.. 258

6. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТ- КИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.. 260

6.1. Автоматизация процессов обжига и охлаждения клинкера.260

6.2. Автоматизация процесса сушки добавок к цементу в су-шильном агрегате с прямоточным сушильным барабаном.. 264

6.3. Автоматизация процесса сушки материала в ленточной конвейерной сушилке. 268

6.4. Автоматизация пропарочных камер. 270

7. АВТОМАТИЗАЦИЯ МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.. 278

7.1. Автоматизация процесса ректификации. 278

7.2. Автоматизация процесса абсорбции. 281

8. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ. 286

8.1. Общие положения. 286

8.2. Автоматическое управление режимами металлообработки. 287

8.3. Следящие копировальные системы металлорежущих стан- ков 290

8.4. Системы ЧПУ в металлообработке. 292

9. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПРОМЫШЛЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ.. 297

9.1. Автоматизация парокотельных установок. 297

9.1.1. Общие положения. 297

9.1.2. Автоматизация питания котлов. 298

9.1.3. Автоматизация процесса горения. 302

9.2. Микропроцессорная система автоматизации водогрейной угольной котельной. 307

9.3. Автоматизация процесса производства сжатого воздуха. 311

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 323

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Переход к микропроцессорному управлению технологическими процессами и оборудованием кардинально изменил представление и содержание принципов и основ автоматизации промышленного производства. Современные автоматизированные системы управления технологическими процессами носят характер распределенных (территориально и функционально) систем управления, в которых в качестве узловых станций используются промышленные ПЭВМ или рабочие станции, операторские терминалы, программируемые контроллеры, серверы и др., а датчики и исполнительные устройства все чаще являются интеллектуальными устройствами, осуществляющими получение, обработку и преобразование информации в цифровой сигнал в месте их установки. Цифровая передача данных (цифровая связь) между отдельными устройствами автоматики сделала вычислительную сеть основой построения систем управления.

Усложнение законов управления высокотехнологичными процессами (развитие ситуационных и экспертных способов управления, нечеткое и нейросетевое регулирование, адаптивное управление) привело к использованию современных компьютерных технологий в системах автоматизации промышленного производства.

В соответствии с вышеизложенным авторы попытались дать в учебном пособии представление об основах компьютерной автоматизации производства и более детально рассмотреть принципы и системы автоматизации типовых технологических процессов и установок применительно к таким отраслям промышленности, как горная, строительная, химическая и машиностроительная.

Учебное пособие включает материал, составленный на основе лекций, читаемых авторами в Кузбасском государственном техническом университете по курсу «Автоматизация производственных процессов».

Учебное пособие состоит из двух частей. В первой части пособия рассматриваются основные компоненты компьютерной автоматизации промышленного производства, в частности:
а) общие положения по автоматизации производственных процессов (тенденции развития систем промышленной автоматизации, интегрированные системы управления производством, характеристика объектов автоматизации и методы их идентификации, автоматизированные системы управления технологическими процессами); б) техническое обеспечение связи программируемых средств автоматизации (цифровые каналы и линии связи, интерфейсы проводных каналов, промышленные сети); в) математическое и программное обеспечение АСУ ТП (первичная обработка измерительной информации, состав программного обеспечения систем автоматизации, краткая характеристика языков
и систем программирования, программное обеспечение нижнего (контроллерного) и верхнего (диспетчерского) уровней управления в АСУ ТП).

Во второй части пособия рассматриваются основные направления, принципы и системы автоматизации как основных производственных процессов в различных отраслях промышленности, в частности: а) процессов бурения, экскавации и транспортирования в горном производстве; б) процессов дробления, сортировки, приготовления смеси, дозирования, взвешивания, тепловой обработки материалов и изделий в строительной индустрии; в) массообменных процессов в химической промышленности; г) процессов металообработки в машиностроении, так
и вспомогательных процессов в промышленном производстве,
в частности процессов получения пара и производства сжатого воздуха, а также описываются компьютерные системы управления экскаватором-мехлопатой, карьерным буровым станком, конвейерной линией, бетоносмесительным цехом, угольной котельной, компрессорной станцией и системы ЧПУ металлорежущими станками.

Авторы выражают благодарность студентам группы ЭА-051 ГУ КузГТУ М. С. Судакову и В. А. Деменкову за помощь
в оформлении учебного пособия.

 

 

ЧАСТЬ 1. ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ
АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО
ПРОИЗВОДСТВА

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1. Тенденции развития систем промышленной
автоматизации

Развитие отечественных компьютерных систем промышленной авто­матизации (автоматизированных систем управления технологическими процессами – АСУ ТП) можно разделить на три крупных этапа. Первый этап создания АСУ ТП связан с использованием ЭВМ первого поколения, таких как «Урал»,
«УМ-Г», «Минск». На втором этапе применялись аналоги мэйнфреймов IBM (ЕС ЭВМ), клоны мини-компьютеров фирмы DЕС (СМ ЭВМ). Системы управления на этих этапах имели централизованную структуру и в большинстве случаев не обеспечивали достаточного быстродействия, т.е. работы системы в режиме реального времени. Компьютеры того време­ни из-за несовершенства элементной базы и программного обеспечения характеризовались низкой надежностью, что приводило к их частым сбоям. Успехи
в микроэлектронике, появление микропроцессоров революциони­зировали в начале 80-х гг. технику построения систем управления и от­крыли третий этап компьютеризации промышленного производства. Мик­ропроцессоры стали входить в состав отдельных средств автоматики и контроля. Цифровая передача данных между отдельными устройствами сделала вычислительную сеть основой построения систем управления. Системы управления технологическим процессом новой структуры, пре­дусматривающей цифровую связь между отдельными устройствами обра­ботки данных, получили название децентрализованных или распределен­ных АСУ ТП.

С начала 80-х гг. ведущие мировые производители средств автомати­зации начали выпускать наборы программно-аппаратных средств для построения АСУ ТП. Основными признаками таких наборов является их совместимость, способность функционировать в единой системе, стандар­тизация интерфейсов, функциональная полнота, позволяющая строить це­ликом АСУ ТП из средств только данного набора. Такие наборы средств получили название программно-технических комплексов (ПТК).

Начало 90-х гг. характеризуется следующим этапом в развитии систем управления. Для России этот период связан с открытием межгосударственных и экономических границ, что дало возможность отечественным специалистам активно использовать в области автоматизации самые передовые компьютерные индустриальные технологии и средства автоматизации.

Современные высокотехнологичные процессы, направленные на получение конку­рентоспособной продукции, отличаются большой сложностью, с одной стороны, и малоизученностью –
с другой. Степень неопределенности знаний о процессе зача­стую не позволяет в полной мере использовать классические методы
и законы управ­ления. В связи с этим получили развитие ситуационные и экспертные системы управ­ления, нечеткие и нейросетевые регуляторы и системы, робастные и адаптивные методы управления. Все это привело к усложнению законов управления и, как следствие, использованию современных компьютерных технологий в автоматизированных системах управления. Создание таких систем невозможно без современной микропроцессорной и компьютерной техники. Поэтому в последние годы появились десятки-сотни типов контроллеров, специальных ПК, интеллектуальных терминалов и рабочих станций для жестких условий эксплуатации в промышленности.

Дальнейшей интеграции средств вычислительной техники для совместного ис­пользования в структуре систем управления способствовала выработка Международных стандартов на протоколы передачи данных, способы кодирования информации, техническое и программное обеспечение систем управления под эгидой ISO (International Organization for Standardization) – Международной организации по стандартиза­ции.

Для решения всего комплекса задач управления предприятием важнейшую роль играют локальные вычислительные сети (ЛВС) верхнего и нижнего уровней. В со­временном производстве промышленные сети объединяют датчики, исполнитель­ные механизмы, контроллеры и рабочие станции, обеспечивая широкие возможно­сти сбора, обработки, визуализации и хранения информации, а также диагностики оборудования. В свете последних рекомендаций в качестве промышленной сети для связи рабочих станций операторов, инженеров, технологов предлагается использовать сеть Industrial Ethernet. Для связи контроллеров в настоящее время широко используются сети Modbus +, Profibus DP, CAN, Interbus, DeviceNet и др. Дальнейшая интеграция промышленных сетевых технологий с сетью Ethernet делает эту сеть доминирующей в структуре систем управления.

В части программного обеспечения операторских рабочих станций для создания операторского интерфейса используются различные SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition). К ним относятся InTouch (фирма Wonderware), iFIX (Intellution), Genesis32 (Iconics), Trace Mode (AdAstra Research Group, Ltd) и др. Совершенствование SCADA-систем идет в направлении развития технологии ОРС (OLE for Process Control), признанной в качестве стандартного механизма вза­имодействия программного обеспечения АСУ ТП, основанного на объектной модели COM/DCOM фирмы Microsoft, поддержки Internet и беспроводных телекоммуника­ций.

Таким образом, среди основных тенденций развития систем и средств промышленной автоматизации можно выделить следующие.

Повсеместное распространение промышленных сетей для «полевых» устройств. В качестве «полевых» устройств выступают цифровые датчики и преобразователи, исполнительные механизмы, устройства частотно-регулируемого привода и другое оборудование. По этим устройствам основной тенденцией является постоянное повышение встроенного «интеллекта». Первые цифровые устройства обеспечивали обычное преобразование аналогового сигнала в цифровой для передачи в сеть. Сейчас функции таких устройств все более усложняются, начиная от решения задач сложной обработки нескольких сигналов одновременно (многопараметрические датчики), встроенной калибровки, самодиагностики и заканчивая решением все более актуальной задачи технического обслуживания по фактическому состоянию, например, путем вычисления износа движущихся частей (для исполнительных механизмов).

В ближайшее время в области цифровых «полевых» устройств следует ожидать принципиально важного скачка – создания «полевых» регуляторов, т.е. цепочка «датчик – преобразователь – регулятор – преобразователь – исполнительный механизм» будет замкнута непосредственно на самом объекте, не выходя за территорию технологического агрегата, установки. Такое решение позволит осуществить достаточно революционный переход
к созданию подлинно распределенных систем управления (в настоящее время распределенность, как правило, означает географическое распределение компонентов системы, в то время как функции регулирования все равно реализуются – вычисляются
в центральном процессорном модуле ПЛК). Появление систем управления подобной архитектуры обеспечит существенное увеличение надежности и живучести АСУ ТП, снизит стоимость контроллерной части системы за счет уменьшения потребности
в модулях ввода/вывода, а также резко сократит потребность во все более дорожающей кабельной продукции.

Важной и обнадеживающей тенденцией является появление новейших моделей цифровых датчиков с радиовыходом. Это решение несет в себе много преимуществ, начиная от экономии кабеля и заканчивая кардинальным сокращением капитальных затрат на создание систем управления. Однако разработчикам еще предстоит решить ряд проблем, связанных с помехоустойчивостью, защищенностью информации от несанкционированного доступа, выработкой международных стандартов.

Важной тенденцией, настоятельно диктуемой пользователями систем автоматизации, является необходимость интеграции в масштабах одного предприятия в единую информационную систему АСУ ТП и разнообразных систем учета энергоресурсов, создание автоматизированных систем управления электротехническим оборудованием.

 

1.2. Интегрированные системы управления производством

Современная АСУ ТП обязательно должна предусматривать связь с корпо­ративными автоматизированными системами управления пред­приятием (АСУП), которые в современ­ной терминологии называются как ЕRР-системы (Enterprise Resource Planning) – планирование ресурсов предприятия или как МRP- системы (Manufacturing Resource Planning) – планирование ресур­сов производства. Системы ЕRР ориен­тированы на предприятие в целом, а МRР – на его технологические подразде­ления. Основу программного обеспечения диспетчерского уровня управления АСУ ТП составляет SCADA-система, реализующая все основные функции визуализации контролируемой информации, передачи данных и команд системе контроля и управления технологическим объектом. Система контроля и управления представляет собой совокупность программируемых логических контроллеров (PLC), связанных между собой и диспетчерским уровнем управления цифровыми каналами связи. Нижний уровень данной системы включает в себя датчики, исполнительные устройства (I/O). Ме­жду SCADA и ЕRР присутствует промежуточная группа систем, называе­мая МЕS-системами (Manufacturing Execution Systems). Одна из причин возникновения таких систем – попытка выделить за­дачи управления производством на уровне технологического подразделе­ния, т.е. отделение тактических задач оперативного управления техно­логическими процессами от стратегических задач ведения процесса в це­лом.

Таким образом, современные интегрированные системы управления (рис. 1.1) строятся по принципу пирамиды и охватывают весь цикл работы предприятия от систем управления нижнего уровня до систем управления предприятия в целом.

Опыт показал, что инфор­мационная база задач бизнес уровня (ЕRР), административного (МЕS) и диспетчерского уровня (SCADA) должна быть единой. Все большее число фирм (OSI Soft, Siemens, Iconics и ряд др.) поставляет на рынок промышленной автоматизации за­конченные решения по автоматизации технологических процессов и предприятия в целом, обеспечивая как горизонтальную, так и вертикальную интеграцию вычис­лительных ресурсов с использованием единой базы данных (сервера)
для решения всего комплекса задач управления предприятием. Клиент-серверная техно­логия позволяет разделить клиентские части задач управления и планиро­вания производства на два уровня: предприятия и цеха. Теперь можно ис­пользовать общие серверы базы данных и приложений, а клиентские места распределить по цехам и заводоуправлению.

 

Рис. 1.1. Упрощенная структура интегрированных
систем управления

 

Таким образом, сервер единой базы данных становится ядром интегрированной системы управления предприятием в целом. Данное положение показано в табл. 1.1. В современных интегрированных системах, в большинстве случаев, на бизнес уровне выделяется подсистема CPM – планирование бюджета, контроль и учет финансовых потоков, расчет себестоимости, а на административном уровне подсистема EAM – управление основными фондами, предназначенные для комплексной автоматизации процессов эксплуатации, технического обслуживания, ремонта оборудования в режиме реального времени. DCS – распределенная система, обеспечивающая автоматический контроль, управление и регулирование на нижнем уровне управления технологическим объектом.

Таблица 1.1

Иерархия систем управления производственными процессами

 

Тип системы Название системы Уровни иерархии
ERP (MRP) CPM · Планирование ресурсов предприятия · Планирование бюджета, контроль и учет финансовых потоков, расчет себестоимости   Бизнес уровень
MES   EAM Cервер реального времени · СУ производствен-ными процессами · СУ основным фондами Административный уровень
SCADA СДУ промышленным процессом Диспетчерский уровень
DCS Распределенные СУ Уровень управления технологическим объектом

 

1.3. Характеристика объектов автоматизации
и методов их идентификации

Структура систем управления, перечень решаемых задач во многом определяется особенностями объекта автоматизации.
В зависимости от характера протекающих в них технологических процессов все объекты автоматизации можно разбить на непрерывные и дискретные. К непрерывным объектам относятся технологические процессы и производства, в которых материальные и энергетические потоки, выходящие, поступающие и циркулирующие в самой производственной системе, не прерываются во времени. Непрерывные процессы могут протекать как длительные промежутки времени (до года и более), так и короткие (смена, сутки). Основной задачей управления данными объектами является поддержание работы технологического оборудования
и хода протекания процесса в определенных (оптимальных) режимах, регламентированных технологическими документами.
К дискретным объектам относятся процессы с конечным числом состояний механизмов, устройств, машин. Наиболее характерным примером дискретного объекта автоматизации является машиностроительное производство, в котором производственный процесс представляет собой совокупность последовательных технологических операций, смена которых производится по командам человека-оператора или автоматического устройства. При создании автоматизированных систем управления непрерывными производственными процессами достаточно часто необходимо решать задачи дискретного характера, например: задачи пуска-останова оборудования, перевода в другой режим работы и т.д. В периодических процессах, которые можно отнести
к дискретным объектам, в определенные периоды времени необходимо решать задачи непрерывного характера.

Обобщенная модель управления непрерывным производственным процессом показана на рис. 1.2. Она включает в себя объект управления (ОУНП) и устройство управления (УУ). На вход объекта управления поступают три группы воздействий: контролируемые возмущающие воздействия (вектор ), неконтролируемые возмущающие воздействия (вектор ), управляющие воздействия, формируемые устройством управления (вектор ). Состояние объекта управления характеризуется вектором параметров состояния ( ). В его состав могут входить как технологические переменные (температура, давление и т.д.), так и объемы выпуска продукции, ее показатели качества, экономические критерии функционирования объекта. На вектор параметров состояния объекта оказывают влияние все перечисленные группы воздействий. При этом управляющие воздействия формируются исходя из величины и характера отклонения параметров состояния объекта от вектора задающих воздействий ( ) с учетом величины вектора контролируемых возмущающих воздействий.








Date: 2016-05-15; view: 105; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.02 sec.) - Пожаловаться на публикацию