Technológiai rendszer automatikus vezérlésére szolgáló rendszer kifejlesztése. Automatizált vezérlőrendszer kifejlesztése a földgáz tisztítás technológiai folyamatához. a mért nyomás aktuális értékének szabályozása

Technológiai paraméterek, automatikus vezérlőrendszerek tárgyai. Érzékelő és jelátalakító fogalmak. Elmozdulás -átalakítók. Differenciál- és hídáramkörök érzékelők csatlakoztatására. Fizikai mennyiségek - hőmérséklet, nyomás, mechanikai erők - érzékelői. A szintmérők osztályozása és diagramjai. Módszerek a folyékony közeg áramlási sebességének szabályozására. Változtatható szint és változó nyomáskülönbségű áramlásmérők. Rotaméterek. Elektromágneses áramlásmérők. Az áramlásmérők és a hatókör megvalósítása.Módszerek a szuszpenziók sűrűségének szabályozására. Manometrikus, súly és radioizotóp sűrűségmérők. A szuszpenziók viszkozitásának és összetételének szabályozása. Automatikus granulométerek, analizátorok. Nedvességmérők dúsító termékekhez.

7.1 A vezérlőrendszerek általános jellemzői. Érzékelők és átalakítók

Az automatikus vezérlés a hasznosítási folyamat bemeneti és kimeneti technológiai paramétereinek folyamatos és pontos mérésén alapul.

Különbséget kell tenni a folyamat (vagy egy adott gép) fő kimeneti paraméterei között, amelyek a folyamat végső célját jellemzik, például a feldolgozott termékek minőségi és mennyiségi mutatói, és a köztes (közvetett) technológiai paraméterek, amelyek meghatározzák a a folyamat körülményeit, a berendezés működési módjait. Például a szikkasztógépben a szén hasznosításának folyamatában a fő kimeneti paraméterek a termelt termékek hozama és hamutartalma lehetnek. Ugyanakkor ezeket a mutatókat számos közbenső tényező befolyásolja, például az ágy magassága és lazasága a jigben.

Ezenkívül számos paraméter jellemzi a műszaki állapotot technológiai berendezések... Például a technológiai mechanizmusok csapágyainak hőmérséklete; a csapágyak központosított folyékony kenésének paraméterei; a csomópontok és az áramlást szállító rendszerek elemeinek újratöltése; az anyag jelenléte a szállítószalagon; fémtárgyak jelenléte a szállítószalagon, az anyag és a hígtrágya szintje a tartályokban; a munka időtartama és a technológiai mechanizmusok leállása stb.

Különös nehézséget okoz a nyersanyagok és a feldolgozási termékek jellemzőit meghatározó technológiai paraméterek automatikus on-line ellenőrzése, mint például a hamutartalom, az érc anyagösszetétele, az ásványi szemek kinyitásának foka, a szemcseméret és az anyagok frakcionált összetétele, a szemek felületének oxidációjának mértéke stb. Ezeket a mutatókat vagy nem kellő pontossággal vagy egyáltalán nem ellenőrzik.

A nyersanyagok feldolgozási módjait meghatározó nagyszámú fizikai és kémiai mennyiséget kellő pontossággal ellenőrzik. Ide tartozik a pép sűrűsége és ionos összetétele, a technológiai áramok, reagensek, üzemanyag, levegő térfogati és tömegáramai; ételszint a gépekben és készülékekben, környezeti hőmérséklet, nyomás és vákuum a készülékekben, élelmiszer nedvesség stb.

Így a technológiai paraméterek sokfélesége, fontosságuk a dúsítási folyamatok kezelésében megbízhatóan működő vezérlőrendszerek kifejlesztését igényli, ahol a fizikai-kémiai mennyiségek on-line mérése sokféle elven alapul.

Meg kell jegyezni, hogy a paramétervezérlő rendszerek megbízhatósága elsősorban az automatikus folyamatvezérlő rendszerek működőképességét határozza meg.

Az automatikus vezérlőrendszerek a fő információforrás a termelésirányításban, beleértve az automatizált vezérlőrendszereket és a folyamatvezérlő rendszereket is.

Érzékelők és átalakítók

Az automatikus vezérlőrendszerek fő eleme, amely meghatározza a teljes rendszer megbízhatóságát és teljesítményét, egy érzékelő, amely közvetlen kapcsolatban áll a szabályozott környezettel.

Az érzékelő egy automatizálási elem, amely a megfigyelt paramétert jellé alakítja, amely alkalmas arra, hogy azt egy megfigyelő vagy vezérlő rendszerbe bevigye.

Egy tipikus automatikus vezérlőrendszer általában tartalmaz egy elsődleges mérőátalakítót (érzékelőt), egy másodlagos jeladót, egy információs (jel) átviteli vonalat és egy rögzítő eszközt (7.1. Ábra). Gyakran előfordul, hogy a vezérlőrendszer csak érzékeny elemmel, jelátalakítóval, információátviteli vonallal és másodlagos (rögzítő) eszközzel rendelkezik.

Az érzékelő rendszerint tartalmaz egy érzékeny elemet, amely érzékeli a mért paraméter értékét, és bizonyos esetekben jellé alakítja, amely kényelmesen továbbítható a rögzítőeszközre, és ha szükséges, a vezérlőrendszerre.

Az érzékelőelemre példa lehet egy nyomáskülönbség -mérő membránja, amely méri a nyomáskülönbséget egy tárgyon. A membrán mozgását, amelyet a nyomáskülönbségből származó erő okoz, egy kiegészítő elem (jelátalakító) elektromos jellé alakítja, amely könnyen továbbítható a felvevőhöz.

Egy másik példa az érzékelőre egy hőelem, ahol az érzékelőelem és a jelátalakító funkciói kombinálódnak, mivel a hőelem hideg végein elektromos jel keletkezik, amely arányos a mért hőmérséklettel.

Az egyes paraméterek érzékelőiről további részleteket az alábbiakban ismertetünk.

A jelátalakítókat homogénre és nem homogénre osztják. Az elsőknek ugyanaz a fizikai jellege, mint a bemeneti és kimeneti értékeknek. Például erősítők, transzformátorok, egyenirányítók - az elektromos mennyiségeket elektromos paraméterekké alakítják más paraméterekkel.

A heterogének közül a legnagyobb csoportot a nem elektromos mennyiségű elektromosá alakító átalakítók alkotják (hőelemek, termisztorok, nyúlásmérők, piezoelektromos elemek stb.).

A kimeneti mennyiség típusa szerint ezeket az átalakítókat két csoportra osztják: generátorosak, amelyek aktív elektromos mennyiséggel rendelkeznek a kimeneten - EMF és parametrikusak -, passzív kimeneti mennyiséggel R, L vagy С formájában.

Elmozdulás -átalakítók. A legelterjedtebbek a mechanikus mozgás paraméteres átalakítói. Ide tartoznak az R (ellenállás), az L (induktív) és a C (kapacitív) átalakítók. Ezek az elemek a bemeneti elmozdulással arányosan változnak a kimeneti értékben: R elektromos ellenállás, L induktivitás és C kapacitás (7.2. Ábra).

Az induktív jelátalakító készülhet tekercs formájában, amelynek középpontjában lévő csap és dugattyú (mag) mozog.

A szóban forgó átalakítók rendszerint hídáramkörök segítségével csatlakoznak vezérlőrendszerekhez. Az egyik hídkarhoz elmozdulásátalakító csatlakozik (7.3. Ábra a). Ezután a kimeneti feszültséget (U out) a tetejéről vették híd A-B, a transzformátor munkaelemének mozgatásakor megváltozik, és kiértékelhető a következő kifejezéssel:

A híd tápfeszültsége (U előtolás) lehet állandó (Z i = R i esetén) vagy váltakozó (Z i = 1 / (Cω) vagy Z i = Lω) áram with frekvenciával.

A termisztorok, a feszültségmérők és a fényellenállások R -elemekkel ellátott hídkörhöz csatlakoztathatók, azaz átalakítók, amelyek kimeneti jele az R aktív ellenállás változása.

Egy széles körben használt induktív átalakítót általában egy transzformátor által kialakított váltakozó áramú hídáramkörhöz csatlakoztatnak (7.3. Ábra b). A kimeneti feszültséget ebben az esetben az R ellenállásra osztják, a híd átlójában.

Külön csoportot alkotnak a széles körben használt indukciós átalakítók-differenciál-transzformátor és ferrodinamika (7.4. Ábra). Ezek generátor átalakítók.

Ezen átalakítók kimeneti jele (U out) váltakozó áramú feszültség formájában keletkezik, így nincs szükség hídáramkörökre és további átalakítókra.

A transzformátor átalakítóban a kimeneti jel képzésének differenciális elve (6.4. Ábra a) két egymáshoz kapcsolt szekunder tekercs használatán alapul. Itt a kimeneti jel a szekunder tekercsekben fellépő feszültségek vektorkülönbsége, amikor a tápfeszültség U aknáját alkalmazzák, míg a kimeneti feszültség két információt hordoz: a feszültség abszolút értékét - körülbelül a dugattyú mozgásának nagyságát, és fázis - mozgásának iránya:

Ū ki = Ū 1 - Ū 2 = kX be,

ahol k az arányossági együttható;

X in - bemeneti jel (dugattyú mozgása).

A kimeneti jel képzésének differenciális elve megkétszerezi az átalakító érzékenységét, mivel amikor a dugattyút például felfelé mozgatják, a felső tekercs (Ū 1) feszültsége az átalakulási arány növekedése miatt nő, a feszültség az alsó tekercsben (Ū 2) ugyanannyival csökken ...

A differenciál transzformátor átalakítókat megbízhatóságuk és egyszerűségük miatt széles körben használják a vezérlő és szabályozó rendszerekben. Elsődleges és másodlagos műszerekben helyezkednek el nyomás, áramlás, szintek stb. Mérésére.

A szögeltolódások ferrodinamikai átalakítói (PF) összetettebbek (7.4. B és 7.5. Ábra).

Itt az (1) mágneses kör légrésébe egy henger alakú (2) magot helyeznek el, amely keret formájában tekercsel. A mag magokkal van felszerelve, és ± 20 ° -on belül kis α szögben elforgatható. A konverter gerjesztőtekercsét (w 1) szállítjuk AC feszültség 12 - 60 V, ami mágneses fluxust eredményez, amely keresztezi a keret területét (5). A tekercselésében áramot indukálnak, amelynek feszültsége (Ū kimenet), ha más dolgok egyenlők, arányos a keret forgási szögével (α in), és a feszültségfázis megváltozik, amikor a keretet oldalra fordítják vagy a másik a semleges helyzetből (párhuzamos a mágneses fluxussal).

A PF átalakítók statikus jellemzőit az 1. ábra mutatja. 7.6.

Az 1. karakterisztika előfeszítő tekercs nélküli átalakítóval rendelkezik (W cm). Ha a kimeneti jel nulla értékét nem átlagosan, hanem a keret egyik szélső helyzetében kell megszerezni, akkor az előfeszítő tekercset sorba kell kötni a kerettel.

Ebben az esetben a kimeneti jel a keretből és az előfeszítő tekercsből vett feszültségek összege, amely megfelel a 2 vagy 2 "karakterisztikának, ha az előfeszítő tekercs csatlakozását antifázisra változtatja.

A ferrodinamikai átalakító fontos tulajdonsága, hogy képes megváltoztatni a jellemző meredekségét. Ezt úgy érik el, hogy megváltoztatják a mágneses áramkör álló (3) és mozgatható (4) dugattyúi közötti légrés (δ) méretét, az utóbbit becsavarva vagy lecsavarva.

A PF átalakítók figyelembe vett tulajdonságait viszonylag bonyolult vezérlőrendszerek felépítésére használják a legegyszerűbb számítási műveletek végrehajtásával.

Fizikai mennyiségek általános ipari érzékelői.

A dúsítási folyamatok hatékonysága nagymértékben függ a technológiai módoktól, amelyeket viszont az ezeket a folyamatokat befolyásoló paraméterek értékei határoznak meg. A dúsítási folyamatok sokfélesége nagyszámú technológiai paramétert határoz meg, amelyek ellenőrzésüket igénylik. Bizonyos fizikai mennyiségek szabályozásához elegendő egy szabványos érzékelővel rendelkezni, másodlagos eszközzel (például egy hőelem - egy automatikus potenciométer), mások számára további eszközökre és átalakítókra van szükség (sűrűségmérők, áramlásmérők, hamumérők stb.). ).

A nagyszámú ipari érzékelő közül kiemelhetők olyan érzékelők, amelyeket a különböző iparágakban széles körben használnak független információforrásként és összetettebb érzékelők alkatrészeként.

Ebben az alfejezetben a fizikai mennyiségek legegyszerűbb ipari érzékelőit vizsgáljuk.

Hőmérséklet érzékelők. A kazánok, szárítóberendezések, egyes gépek súrlódási egységeinek termikus üzemmódjainak felügyelete lehetővé teszi ezen objektumok működésének ellenőrzéséhez szükséges fontos információk beszerzését.

Hőmérők... Ez az eszköz tartalmaz egy érzékelő elemet (hőgömböt) és egy jelzőberendezést, amelyet egy kapilláriscső köt össze és tölt be munkaanyaggal. A működési elv azon alapul, hogy a zárt hőmérő rendszerben a hőmérséklet függvényében a munkaanyag nyomása megváltozik.

A munkaanyag aggregációjának állapotától függően folyékony (higany, xilol, alkoholok), gáz (nitrogén, hélium) és gőz (alacsony forráspontú folyadék telített gőze) manometrikus hőmérőket különböztetünk meg.

A munkaanyag nyomását egy manometrikus elem - egy csőszerű rugó - rögzíti, amely lecsavarodik, ha a nyomás zárt rendszerben emelkedik.

A hőmérő munkaanyagának típusától függően a hőmérséklet mérési tartománya - 50 o és +1300 o C között van.

Termisztorok (hőállóság). A működés elve a fémek vagy félvezetők tulajdonságain alapul ( termisztorok) változtatja elektromos ellenállását a hőmérséklettel. Ez a függőség a termisztorok esetében a következő:

ahol R 0 – vezetőellenállás T 0 = 293 0 K -nál;

α Т - az ellenállás hőmérsékleti együtthatója

Az érzékeny fém elemek dróttekercsek vagy spirálok formájában készülnek, főleg két fémből - rézből (alacsony hőmérsékleten - akár 180 ° C -ig) és platinából (-250 ° és 1300 ° C között), fém védőburkolatba helyezve .

A szabályozott hőmérséklet regisztrálásához a termisztor elsődleges érzékelőként egy automatikus váltóáramú hídhoz (másodlagos eszköz) van csatlakoztatva, ezt a kérdést az alábbiakban tárgyaljuk.

Dinamikusan a termisztorokat egy elsőrendű aperiodikus kapcsolat ábrázolhatja átviteli funkcióval W (p) = k / (Tp + 1), ha az érzékelő időállandója ( T) sokkal kisebb, mint a szabályozás (vezérlés) tárgyának időállandója, megengedett, hogy ezt az elemet arányos linkként vegyük.

Hőelemek. A nagy tartományokban és 1000 ° C feletti hőmérséklet mérésére általában termoelektromos hőmérőket (hőelemeket) használnak.

A hőelemek működési elve az egyenáramú EMF hatására épül, két különböző forrasztott vezető szabad (hideg) végére (forró csomópont), feltéve, hogy a hidegvégek hőmérséklete eltér a csomópont hőmérsékletétől. Az EMF nagysága arányos ezen hőmérsékletek közötti különbséggel, a mért hőmérséklet nagysága és tartománya pedig az elektródák anyagától függ. Az elektródákat porcelángyöngyökkel felfűzve védőszerelvényekbe helyezik.

A hőelemek speciális hőelem -vezetékekkel vannak csatlakoztatva a felvevőkészülékhez. Rögzítő eszközként egy bizonyos fokozatú millivoltmérő vagy egy automatikus egyenáramú híd (potenciométer) használható.

A vezérlőrendszerek kiszámításakor a hőelemeket, mint a termisztorokat, elsőrendű aperiodikus kapcsolatként vagy arányosként lehet ábrázolni.

Az ipar különféle típusú hőelemeket gyárt (7.1. Táblázat).

7.1. Táblázat A hőelemek jellemzői

Nyomásérzékelők. Nyomás (vákuum) és nyomáskülönbség -érzékelők a legszélesebb körű alkalmazást kapta a bányászatban és a feldolgozóiparban, mind az általános ipari érzékelőket, mind pedig a bonyolultabb vezérlőrendszerek összetevőit, például az iszap sűrűségét, a közeg áramlási sebességét, a folyékony közeg szintjét, a szuszpenzió viszkozitását stb.

A nyomásmérő műszereket ún manométerek vagy nyomásmérő, vákuumnyomás mérésére (légköri, vákuum alatti) - vákuummérőkkel vagy vontatási mérőműszerekkel, a túl- és vákuumnyomás egyidejű mérésére - manovákumos vagy vontatási nyomásmérőkkel.

A legelterjedtebb érzékelők a rugós típusú (deformáció), rugalmas érzékeny elemekkel manometrikus rugó formájában (7.7. Ábra a), rugalmas membránnal (7.7. Ábra b) és hajlékony fújtatóval.

.

A leolvasások rögzítő eszközre történő továbbításához elmozdulás -átalakítót lehet beépíteni a manométerekbe. Az ábrán indukciós transzformátor átalakítók (2) láthatók, amelyek dugattyúi az érzékeny elemekhez (1 és 2) vannak csatlakoztatva.

A két nyomás (differenciál) közötti különbség mérésére szolgáló műszereket nyomáskülönbség -mérőknek vagy nyomáskülönbség -mérőknek nevezzük (7.8. Ábra). Itt a nyomás mindkét oldalról hat az érzékelő elemre, ezeknek az eszközöknek két bemeneti csatlakozója van a magasabb (+ P) és az alacsonyabb (-P) nyomás biztosítására.

A nyomáskülönbség -mérőket két fő csoportra lehet osztani: folyadékra és rugóra. Az érzékelőelem típusa szerint a rugók között a legelterjedtebbek a membrán (7.8a. Ábra), a fújtató (7.8. Ábra b), a folyékonyak - a harangok (7.8. Ábra c).

A membránblokkot (7.8. Ábra a) általában desztillált vízzel töltik fel.

A legérzékenyebbek a harangkülönbség -nyomásmérők, amelyekben az érzékeny elem egy harang, amely fejjel lefelé részben be van merítve a transzformátorolajba. Ezeket a kis nyomásesések mérésére használják 0 - 400 Pa tartományban, például a szárító- és kazánüzemek kemencéjében uralkodó vákuum megfigyelésére.

A figyelembe vett nyomáskülönbség -mérők skála nélküliek; a szabályozott paramétert másodlagos eszközök rögzítik, amelyek elektromos jelet kapnak a megfelelő elmozdulás -átalakítóktól.

Mechanikus erőérzékelők. Ezek közé az érzékelők közé tartoznak az érzékelők, amelyek rugalmas elemet és elmozdulásátalakítót, nyúlásmérőt, piezoelektromos és számos más elemet tartalmaznak (7.9. Ábra).

Ezen érzékelők működési elve jól látható az ábráról. Vegye figyelembe, hogy a rugalmas elemmel rendelkező érzékelő másodlagos eszközzel - váltakozó áramú kompenzátorral, húzódásmérő érzékelővel - váltakozó áramú híddal, piezometrikus - egyenáramú híddal működhet. Ezt a kérdést a következő szakaszokban részletesebben tárgyaljuk.

A feszültségmérő érzékelő olyan hordozó, amelyre egy vékony huzal (speciális ötvözet) vagy fémfólia több fordulatát ragasztják, amint az az ábrán látható. 7.9b. Az érzékelőt az F terhelést érzékelő érzékeny elemhez ragasztják, az érzékelő hosszú tengelyének irányával a szabályozott erő hatásának mentén. Ez az elem bármilyen szerkezet lehet, amely az F erő hatására és a rugalmas alakváltozáson belül működik. A feszültségmérő is ugyanezen deformáción megy keresztül, míg az érzékelő vezetékét meghosszabbítják vagy lerövidítik a telepítés hosszú tengelye mentén. Ez utóbbi az elektrotechnikából ismert R = ρl / S képlet szerint az ohmos ellenállás megváltozásához vezet.

Hozzátesszük, hogy a megfontolt érzékelők használhatók a szalagos szállítószalagok teljesítményének szabályozására (7.10. Ábra a), a járművek tömegének (személygépkocsik, vasúti kocsik, 7.10. Ábra b), a bunkerekben lévő anyagok tömegének mérésére stb.

A szállítószalag teljesítményének értékelése azon alapul, hogy a szalag egy adott szakaszát anyaggal terhelik, állandó mozgási sebességgel. A rugalmas mérőkötélre szerelt mérőplatform (2) függőleges mozgását, amelyet az övön lévő anyag tömege okoz, továbbítja az indukciós transzformátor (ITP) dugattyújához, amely információt generál a másodlagos eszköznek ( U ki).

Vasúti személygépkocsik, terhelt járművek mérésére a mérőplatform (4) nyúlásmérő blokkokon (5) alapul, amelyek fémtartók, ragasztott nyúlásmérőkkel, amelyek rugalmas alakváltozást tapasztalnak a mérőeszköz súlyától függően.

Az előadás témájának anyaga a következő kérdések tartalmát tartalmazza: a folyamatirányítási rendszer felépítése; a folyamatirányítási rendszer célja, céljai és funkciói; példák az információs és vezérlési folyamatvezérlő rendszerekre; az APCS fő típusai; az APCS összetétele.

A folyamatirányítási rendszer felépítése. Lásd még az 1., 2.3. Előadások tartalmát.

A modern ipari eszközök építésekor automatizálás(általában automatizált folyamatvezérlő rendszer formájában) egy hierarchikus információs struktúrát használnak különböző kapacitású számítási létesítmények használatával, különböző szinteken. A folyamatvezérlő rendszer hozzávetőleges, modern felépítését a 14.1. Ábra mutatja:

IP - mérőátalakítók (érzékelők), IM - hajtóművek, PLC programozható logikai vezérlő, PRK - programozható (testreszabható) vezérlő, INP - intelligens mérőátalakítók, InIM - intelligens hajtóművek, Modem - jelmodulátor / demodulátor, TO - hardver (hardver, "hardver"), IO - információs támogatás (adatbázisok), szoftver - szoftver, KO - kommunikációs támogatás (soros port és szoftver). PEP - felhasználói szoftver, PEP - gyártói szoftver, Ind - indikátor.

14.1. Ábra - Egy modern APCS tipikus funkcionális diagramja.

Jelenleg az APCS rendszerint a következő sémák szerint valósul meg:

    1-szintű (helyi rendszer), amely PLC-t vagy egyblokkos konfigurálható vezérlőt (MNC) tartalmaz, amely az előlapon jelzi és jelzi a felügyelt vagy szabályozott TP állapotát,

    2 rétegű (központosított rendszer), beleértve:

    1. az alsó szinten több PLC, amelyekhez érzékelők és működtetőelemek vannak csatlakoztatva,

      a felső szinten - egy (esetleg több) kezelői (munka) állomás (az üzemeltető automatizált munkaállomásai (AWP)).

Általában a munkaállomás vagy az AWP egy speciális ipari formatervezésű számítógép, speciális szoftverrel - adatgyűjtő és megjelenítő rendszerrel (SCADA -rendszerek).

APCSábrán látható 14.2

14.2. Ábra - Az ACS egyszintű automatikus vezérlőrendszerének tipikus funkcionális diagramja.

Az elemek fő funkciói:

    diszkrét jelek fogadása a technológiai berendezések átalakítóitól,

    az átalakítók bemeneteire érkező analóg jelek analóg-digitális átalakítása (ADC),

    az adatok méretezése és digitális szűrése az ADC után,

    a kapott adatok feldolgozása a működési programnak megfelelően,

    diszkrét vezérlőjelek előállítása (a programnak megfelelően) és azok végrehajtó eszközökhöz való ellátása,

    a kimenő információadatok digitális-analóg átalakítása (DAC) analóg kimeneti jelekké,

    vezérlőjelek ellátása a megfelelő hajtóművekkel,

    védelem a teljesítményvesztés ellen a processzor lefagyása miatt egy watchdog időzítő használatával,

    a teljesítmény megőrzése ideiglenes áramkimaradás esetén (a szünetmentes áramellátás miatt, elegendő kapacitású akkumulátorral),

    az érzékelők teljesítményének és a mért értékek megbízhatóságának figyelemmel kísérése,

    a mért értékek aktuális és integrált értékeinek jelzése,

    a szabályozott folyamat állapotának vezérlő jelzése,

    a vezérlőfény és a vezérlőállapot szimbólumjelzése,

    konfigurációs lehetőség (paraméterek beállítása) egy speciális porthoz csatlakoztatott PC -n keresztül.

Átalakítók (Pr):

    a mért érték (hőmérséklet, nyomás, elmozdulás stb.) folyamatos vagy impulzusos (PLC számláló bemenetek esetén) elektromos jellé alakítása.

Végrehajtó eszközök (IU):

    a vezérlő elektromos folyamatos vagy impulzusjelek átalakítása a hajtóművek mechanikus mozgására, elektronikus áramszabályozás a főáramkörökben stb.

Megfelelő eszköz (ha szükséges):

    galvanikus vagy más típusú szigetelés a PLC -k és a hajtóművek között (IU),

    a PLC vezérlőcsatornák kimenő áramának és a DUT normál működéséhez szükséges áram megengedett értékeinek összehangolása.

Ha egy PLC csatornáinak száma nem elegendő, akkor elosztott I / O sémát használnak más (vezérelt, szolga PLC -k) vagy további I / O vezérlők (modulok) használatával.

Egyszintes tipikus funkcionális diagramAPCSelosztott I / O -valábrán látható 14.3 :

14.3. Ábra - Egyszintes tipikus funkcionális diagram APCS elosztott I / O -val

A 2 szintű APCS tipikus funkcionális diagramja a 14.4. Ábrán látható.

14.4. Ábra - 2 szintű APCS tipikus funkcionális diagramja

Minden PLC -t és munkaállomást ipari információs hálózat köti össze, amely biztosítja a folyamatos adatcserét. Előnyök: lehetővé teszi a feladatok elosztását a rendszer csomópontjai között, növelve annak működésének megbízhatóságát.

Az alsó szint fő funkciói:

    gyűjtés, elektromos szűrés és ADC jelek átalakítóktól (érzékelők);

    a technológiai folyamat helyi ACS megvalósítása az egyszintű rendszer PLC funkcióinak körében;

    vész- és figyelmeztető jelzések végrehajtása;

    védelmi és blokkoló rendszer megszervezése;

    az aktuális adatok cseréje magasabb szintű számítógéppel ipari hálózaton keresztül, számítógép kérésére.

Felső szintű fő funkciók:

    a technológiai folyamat állapotának vizualizálása;

    a technológiai folyamat jellemzőinek jelenlegi nyilvántartása;

    a berendezések állapotának operatív elemzése és technológiai folyamat;

    az üzemeltető intézkedéseinek regisztrálása, beleértve a vészhelyzeti üzeneteket is;

    a technológiai folyamat protokolljainak értékeinek archiválása és hosszú távú tárolása;

    a "tanácsadó rendszer" algoritmusainak megvalósítása;

    felügyeleti menedzsment;

    adatbázisok tárolása és karbantartása:

    a technológiai folyamatok paraméterei,

    a berendezés kritikus paraméterei,

    vészhelyzetek jelei technológiai folyamat,

    a rendszerrel való együttműködésre jogosult operátorok összetétele (jelszavuk),

Így az alsó szint megvalósítja az algoritmusokat menedzsment berendezések, a felső - a működés stratégiai kérdéseinek megoldása. Például a szivattyú be- vagy kikapcsolásáról a felső szinten döntenek, és az összes szükséges vezérlőjelet szolgáltatják, ellenőrzik a szivattyú állapotát, és az alsó szinten hajtják végre a reteszelő mechanizmust.

Hierarchikus struktúra Folyamatvezérlő rendszer azt jelenti:

    a parancsok folyamata a legfelső szintről az aljára irányul,

    az alsó válaszol a felsõre kérései szerint.

Ez biztosítja a PLC kiszámítható viselkedését a felső réteg vagy a terepi busz meghibásodása esetén, mivel az ilyen hibákat az alsó réteg új parancsok és kérések hiányának tekinti.

A PLC konfigurálásakor a következőket kell beállítani: a PLC az utolsó kérés beérkezése után mennyi ideig folytatja működését, fenntartva az utoljára megadott üzemmódot, amely után átvált a vészhelyzethez szükséges üzemmódra.

Például a betonkeverő üzemekben a betongyártás folyamatvezérlő rendszerének felépítésének szerkezete az építési logika szerint két fő szintre osztható:

    az alsó szint - a feladat végrehajtásának szintje ipari vezérlők (PLC) alapján;

    a felső szint a betongyártó üzemben (SCADA) betongyártás során előforduló folyamatok vizualizálásának feladatának végrehajtási szintje.

Alsó szinten a rendszer a következő fő feladatokat oldja meg:

    elsődleges információk gyűjtése a BSU végrehajtó egységeitől;

    az összegyűjtött információk elemzése;

    a technológiai folyamat logikájának kidolgozása a betongyártásban, figyelembe véve az összes modern követelményt;

    ellenőrző műveletek végrehajtása a végrehajtó eszközök számára.

A legfelső szinten a rendszer más feladatokat is megold:

    a fő technológiai paraméterek megjelenítése a gyártási üzemből (a végrehajtó szervek állapota, a keverő áramfelvétele, az adagolt anyagok súlya stb.);

    a betongyártási folyamat összes paraméterének archiválása;

    a BSU végrehajtó szervei parancsokat adnak ki a hatás érdekében;

    parancsok kiadása a külső hatások paramétereinek megváltoztatására;

    betonkeverék receptek fejlesztése és tárolása.

A folyamatirányító rendszer kinevezése. A Az SUTP -t úgy tervezték, hogy kifejlessze és végrehajtsa a technológiai vezérlőobjektum vezérlési műveleteit.

A technológiai vezérlő objektum (APCS) technológiai berendezések összessége, amelyet a termékek, köztes termékek, termékek vagy energia előállítására vonatkozó technológiai folyamat vonatkozó utasításainak vagy előírásainak megfelelően hajtanak végre rajta,

A technológiai vezérlő objektumok a következők:

    technológiai egységek és berendezések (gépcsoportok), amelyek független technológiai folyamatot hajtanak végre;

    külön termelés (műhelyek, szakaszok), ha e termelés irányítása főleg technológiai jellegű, vagyis az összekapcsolt technológiai berendezések (egységek, szakaszok) racionális működési módjainak megvalósításából áll.

A közösen működő TOU és az APCS vezérli őket, automatizált technológiai komplexumot (ATC) alkotnak. A gépiparban és más diszkrét iparágakban a rugalmas gyártási rendszerek (FPS) működnek ATC -ként.

Az APCS, TOU és ATK kifejezéseket csak a megadott kombinációkban szabad használni. A technológiai berendezéseket irányító egyéb vezérlőrendszerek összessége nem ATC. A vezérlőrendszer más esetekben (nem az ATC -ben) nem folyamatirányító rendszer stb. Az automatizált folyamatvezérlő rendszer olyan szervezeti és technikai rendszer, amely az objektum egészét az elfogadott ellenőrzési kritérium (ok) szerint kezeli, és amelyben a szükséges információk összegyűjtését és feldolgozását számítógépes technológia segítségével végzik.

A fenti megfogalmazás hangsúlyozza:

    először is a modern számítástechnika alkalmazása a folyamatirányítási rendszerben;

    másodszor, egy személy szerepe a rendszerben a munka alanyaként, értelmesen részt véve a vezetési döntések kidolgozásában;

    harmadszor, hogy az automatizált folyamatirányítási rendszer technológiai, műszaki és gazdasági információkat feldolgozó rendszer;

    negyedszer, hogy a folyamatvezérlő rendszer működésének célja a vezérlés technológiai objektumának működésének optimalizálása az ellenőrzés elfogadott kritériuma (i) szerint, a megfelelő ellenőrzési műveletek kiválasztásával.

Ellenőrzési kritérium a folyamatvezérlő rendszerben ez az arány jellemzi az ellenőrzési célok elérésének mértékét (a technológiai vezérlő objektum egészének működési minősége), és az alkalmazott ellenőrzési művelettől függően különböző számértékeket vesz fel. Ebből következik, hogy a kritérium általában technikai és gazdasági kritérium (például a kibocsátott termék költsége egy adott minőségben, a TOU teljesítménye az adott termék adott minőségében stb.) Vagy egy műszaki mutató (folyamat paraméter, a kimeneti termék jellemzői).

Abban az esetben, ha a TOU -t az APCS irányítja, akkor a TOU minden, a menedzsmentben részt vevő operatív személyzete, valamint az APCS dokumentációjában előírt és a TOU kezelése során kölcsönhatásba lépő összes vezérlő a rendszer része, függetlenül attól, hogy az ATK létrehozásának (új felépítése vagy korszerűsítése) módjáról.

A folyamatirányítási rendszert a tőkeépítés hozza létre, mert A szállítási terjedelemtől függetlenül annak üzembe helyezéséhez szükséges a létesítményben építési, szerelési és üzembe helyezési munkákat végezni.

Folyamatvezérlő rendszer, mint alkatrész közös rendszer egy ipari vállalkozás irányítása a technológiai folyamatok célirányos irányítására, valamint a működési és megbízható műszaki és gazdasági információk szomszédos és magasabb szintű irányítási rendszereinek biztosítására szolgál. A fő és (vagy) kiegészítő termelés objektumaihoz létrehozott folyamatvezérlő rendszerek a vállalat automatizált vezérlőrendszereinek alacsonyabb szintjét képviselik.

Az APCS használható az egyes iparágak kezelésére, amelyek összekapcsolt TOU-kat tartalmaznak, beleértve azokat is, amelyeket a saját alacsony szintű APCS-ek irányítanak.

A diszkrét termelésű objektumok esetében a rugalmas termelési rendszerek magukban foglalhatják a termelés technológiai előkészítését szolgáló automatizált rendszereket (vagy azok megfelelő alrendszereit) és a számítógépes tervezési technológiát (CAD technológia).

Az automatizált folyamatvezérlő rendszer és a magasabb szintű menedzsment közötti kölcsönhatás megszervezését az automatizált vállalatirányítási rendszer (AMCS) és az automatizált működési irányítási rendszerek (ASODU) jelenléte határozza meg egy ipari vállalkozásnál.

Ha rendelkezésre állnak, a folyamatvezérlő rendszer velük együtt egy integrált automatizált vezérlőrendszert (IACS) alkot. Ebben az esetben az APCS közvetlenül vagy az OSODU -n keresztül kap feladatokat és korlátozásokat az APCS megfelelő alrendszereitől vagy a vállalatirányítási szolgáltatásoktól (a gyártandó termékek vagy termékek köre, a termelés volumene, a műszaki és gazdasági mutatók jellemzik a minőséget az ATC működéséről, az erőforrások rendelkezésre állásáról szóló információkról), és képzést biztosít, és ezekhez a rendszerekhez átküldi a működésükhöz szükséges műszaki és gazdasági információkat, különösen az ATC -művelet eredményeiről, a termékek fő mutatóiról, a működési igényekről az erőforrások tekintetében az ATC állapota (a berendezés állapota, a technológiai folyamat menete, műszaki és gazdasági mutatói stb.),

Ha a vállalkozás rendelkezik automatizált rendszerekkel a termelés technikai és technológiai előkészítésére, akkor biztosítani kell a folyamatvezérlő rendszer és ezek közötti rendszerekkel való szükséges kölcsönhatást. Ugyanakkor az APCS megkapja tőlük a technológiai folyamatok meghatározott teljesítményének biztosításához szükséges műszaki, technológiai és egyéb információkat, és elküldi a működésükhöz szükséges tényleges működési információkat a megnevezett rendszereknek.

Amikor egy vállalatnál integrált termékminőség -irányítási rendszert hoznak létre, az automatizált folyamatvezérlő rendszerek a végrehajtó alrendszerei, amelyek biztosítják a TOU meghatározott termékminőségét, valamint a technológiai folyamatok előrehaladásáról szóló operatív tényadatok előkészítését (statisztikai ellenőrzés stb.).

A folyamatirányító rendszer céljai és funkciói. Egy automatizált folyamatirányítási rendszer létrehozásakor meg kell határozni a rendszer működésének konkrét céljait és célját a vállalat általános irányítási struktúrájában.

Példák az ilyenekre gólokat szolgálhat:

    üzemanyag, nyersanyagok, anyagok és egyéb termelési erőforrások megtakarítása;

    a létesítmény működésének biztonságának biztosítása;

    az output termék minőségének javítása vagy a kimenő termékek (termék) paramétereinek meghatározott értékeinek biztosítása;

    az emberi munka költségeinek csökkentése;

    a berendezések optimális terhelésének (használatának) elérése;

    a technológiai berendezések üzemmódjainak optimalizálása (beleértve a feldolgozási útvonalakat különálló iparágakban) stb.

A kitűzött célok elérését a rendszer a maga teljességének megvalósításával végzi funkciókat.

Az APCS funkció olyan rendszerműveletek összessége, amelyek biztosítják egy adott vezérlési cél elérését.

Ebben az esetben a rendszer műveleteinek halmazát a működési dokumentációban leírt műveletek és eljárások sorrendje alatt értjük, amelyet a rendszer elemei hajtanak végre annak megvalósításához.

Az APCS működésének sajátos célja a működés célja vagy annak bomlásának eredménye, amelyhez a rendszer elemeinek teljes cselekvési készlete meghatározható, elegendő e cél eléréséhez.

A folyamatirányító rendszer funkciói a cselekvés iránya (a funkció célja) szerint fel vannak osztva fő- és kiegészítő, és ezen cselekvések tartalma szerint - on kezelése és tájékoztatása.

NAK NEK a fő A folyamatirányítási rendszer (fogyasztói) funkciói közé tartoznak azok a funkciók, amelyek célja a rendszer működésének céljainak elérése, a TOU -n végzett ellenőrzési műveletek végrehajtása és (vagy) információcsere a szomszédos vezérlőrendszerekkel. Rendszerint olyan információs funkciókat is tartalmaznak, amelyek az ATK kezelő személyzetét a gyártás technológiai folyamatának ellenőrzéséhez szükséges információkkal látják el.

NAK NEK leányvállalat a folyamatirányítási rendszer funkciói közé tartoznak azok a funkciók, amelyek a rendszer megfelelő működési minőségének (megbízhatóság, pontosság stb.) elérését célozzák, végrehajtják az ellenőrzés és a munka irányítását.

NAK NEK menedzser a folyamatvezérlő rendszer funkciói olyan funkciókat foglalnak magukban, amelyek mindegyikének tartalma a vezérlőműveletek fejlesztése és végrehajtása a megfelelő vezérlőobjektumon - a TOU vagy annak egy része a fő funkciók esetében, valamint a vezérlőrendszer vagy annak egy része a kisegítőket. Például:

    alapvető menedzsment funkciók;

    az egyes technológiai változók szabályozása (stabilizálása);

    műveletek vagy eszközök egyciklusú logikai vezérlése (védelem);

    a technológiai eszközök programozott logikai vezérlése;

    a TOU optimális szabályozása;

    a TOU adaptív vezérlése stb .;

    kiegészítő vezérlőfunkciók;

    a folyamatirányító rendszer számítógépes komplexének (hálózatának) újrakonfigurálása;

    az APCS berendezések vészleállítása;

    átkapcsolás technikai eszközök APCS vészhelyzeti áramellátáshoz stb.

NAK NEK információ az APCS funkciói olyan funkciókat foglalnak magukban, amelyek mindegyikének tartalma a TOU vagy APCS állapotára vonatkozó információk fogadása és átalakítása, valamint a szomszédos rendszereknek vagy az ATC kezelő személyzetének történő bemutatása. Például a fő információs funkciók:

    technológiai paraméterek ellenőrzése és mérése;

    a folyamatparaméterek közvetett mérése (belső változók, műszaki és gazdasági mutatók);

    információk előkészítése és továbbítása hóellenőrző rendszerekhez stb.

    kiegészítő információs funkciók:

    a vezérlőrendszer berendezéseinek állapotának ellenőrzése;

    a folyamatirányító rendszer vagy részei (különösen a folyamatirányító rendszer kezelő személyzete) működésének minőségét jellemző mutatók meghatározása stb.

Az APCS fő típusai A rendszerfunkciók megvalósításának két módja különböztethető meg: automatizáltés auto- attól függően, hogy az emberek milyen mértékben vesznek részt e funkciók ellátásában. A vezérlő funkciók esetében az automatizált módot az emberi részvétel jellemzi a döntések kidolgozásában (elfogadásában) és azok végrehajtásában. Ebben az esetben a következő lehetőségeket különböztetjük meg:

    « kézikönyv»Olyan mód, amelyben egy technikai eszközkészlet biztosítja az üzemeltető személyzet számára a TOU állapotáról szóló vezérlő és mérési információkat, valamint az irányító műveletek távoli vagy helyi választását és végrehajtását emberi kezelő végzi;

    mód " tanácsadó», Amelyben a technikai eszközök komplexuma ajánlásokat dolgoz ki a menedzsment számára, és a használatukról szóló döntést az operatív személyzet hajtja végre;

    « párbeszéd mód»Amikor a kezelő személyzetnek lehetősége van a rendszer műszaki eszközeinek komplexével megoldott probléma megfogalmazását és feltételeit kijavítani az objektum kezelésére vonatkozó ajánlások kidolgozásakor;

    « auto mód", Amelyben a vezérlési funkció automatikusan (emberi beavatkozás nélkül) történik. Ugyanakkor különbséget tesznek a következők között:

    • mód közvetett vezérlés, amikor a számítógépes létesítmények megváltoztatják a helyi automatikus vezérlő (szabályozó) rendszerek beállításait és (vagy) beállításait ( felügyelő vagy kaszkádvezérlés);

      mód közvetlen(közvetlen) digitális vezérlés ( NCU), amikor a vezérlő számítástechnikai eszköz közvetlenül érinti a hajtóműveket.

Az információs funkciók napján az automatizált megvalósítási mód biztosítja az emberek részvételét az információk fogadására és feldolgozására irányuló műveletekben. Automatikus üzemmódban minden szükséges információfeldolgozási eljárás megvalósul nélkül emberi részvétel.

Vizsgáljuk meg részletesebben a folyamatvezérlő rendszer vezérlési sémáit.

Vezérlés adatgyűjtési módban. Az azonosítási szakasz után ki kell választani egy TP vezérlési sémát, amelyet általában az APCS működési módját meghatározó vezérlési elvek alkalmazásának figyelembevételével építenek fel. A legegyszerűbb és történelmileg az első a TP vezérlési rendszer volt adatgyűjtési mód... Ebben az esetben az ACS a folyamatmérnök által kiválasztott módon csatlakozik a folyamathoz (14.5. Ábra).

A folyamatmérnök számára érdekes változókat digitális formátumba alakítják át, amelyeket a beviteli rendszer érzékel, és memóriába helyez PPK (számítógép)... Az értékek ebben a szakaszban az érzékelők által generált feszültség digitális ábrázolásai. Ezeket az értékeket a megfelelő képleteknek megfelelően mérnöki egységekké alakítják át. Például a hőelemmel mért hőmérséklet kiszámításához a T = A * U 2 + B * U + C képletet lehet használni, ahol U a hőelem kimenetéből származó feszültség; A, B és C együtthatók. A számítási eredményeket a folyamatvezérlő rendszer kimeneti eszközei rögzítik, hogy a folyamatmérnök később felhasználhassa. Az adatgyűjtés fő célja a TA tanulmányozása különböző körülmények között. Ennek eredményeként a folyamatmérnök lehetőséget kap arra, hogy felépítse és (vagy) finomítsa a TP matematikai modelljét, amelyet ellenőrizni kell. Az adatgyűjtésnek nincs közvetlen hatása a TP -re, óvatos megközelítést talált a számítógépek használatán alapuló kezelési módszerek megvalósításában. Mindazonáltal még a legbonyolultabb TP -vezérlési rendszerekben is a TP -modell elemzése és finomítása céljából használt adatgyűjtő rendszert használják az egyik kötelező ellenőrzési alkörként.

14.5. Ábra - Adatgyűjtési rendszer

Kezelői tanácsadó irányítás. Ez az üzemmód feltételezi, hogy az ACS az APCS részeként a TP ritmusában működik nyílt hurokban (valós időben), azaz a folyamatirányító rendszer kimenetei nincsenek társítva a TP irányító testületekkel. A vezérlési műveleteket valójában a kezelő-technikus végzi, a vezérlőpaneltől kapott utasításokat (14.6. Ábra).

14.6. Ábra - Folyamatvezérlő rendszer kezelői tanácsadó módban

Az összes szükséges vezérlési műveletet a PPC számítja ki a TP modellnek megfelelően, a számítási eredményeket nyomtatott formában (vagy a kijelzőn megjelenő üzenetek formájában) jeleníti meg a kezelőnek. A kezelő a folyamatot a szabályozók alapértékeinek megváltoztatásával irányítja. A szabályozók a TP optimális irányításának fenntartásának eszközei, a kezelő pedig követő és vezérlő kapcsolat szerepet játszik. A folyamatvezérlő rendszer olyan eszköz szerepet játszik, amely félreérthetetlenül és folyamatosan irányítja a kezelőt a folyamat optimalizálására irányuló erőfeszítéseiben.

A tanácsadó rendszer sémája egybeesik az információgyűjtő és -feldolgozó rendszer sémájával. Az információ-tanácsadó rendszer működésének megszervezésének módjai a következők:

    a vezérlési műveletek kiszámítását akkor hajtják végre, amikor a szabályozott folyamat paraméterei eltérnek a meghatározott technológiai módoktól, amelyeket a diszpécser program indít a szabályozott folyamat állapotának elemzésére szolgáló alprogramot;

    a vezérlési műveletek számítását az üzemeltető kezdeményezi kérelem formájában, amikor az üzemeltetőnek lehetősége van a számításhoz szükséges további adatok bevitelére, amelyek nem érhetők el az ellenőrzött folyamat paramétereinek mérésével vagy a rendszerben referencia.

Ezeket a rendszereket akkor használják, ha a formális döntések gondos megközelítése szükséges. Ennek oka az ellenőrzött folyamat matematikai leírásának bizonytalansága:

    a matematikai modell nem írja le teljes mértékben a technológiai (gyártási) folyamatot, mivel csak a vezérlés és a szabályozott paraméterek egy részét veszi figyelembe;

    a matematikai modell csak a technológiai paraméterek szűk körében alkalmas a szabályozott folyamatra;

    A menedzsment kritériumai minőségi jellegűek, és számos külső tényezőtől függően jelentősen eltérnek.

A leírás bizonytalansága oka lehet a technológiai folyamat elégtelen ismerete, vagy egy megfelelő modell megvalósítása drága PPC használatát teszi szükségessé.

A sokféle és sok további adat mellett a kezelő és a központ közötti kommunikáció párbeszéd formájában épül fel. Például alternatív pontok szerepelnek a technológiai mód kiszámításának algoritmusában, ezt követően a számítási folyamat több alternatív lehetőség egyikének megfelelően folytatható. Ha az algoritmus logikája egy bizonyos ponthoz vezeti a számítási folyamatot, akkor a számítás megszakad, és az operátor további információkérést küld, amely alapján a számítás folytatásának egyik alternatív módja van kiválasztva. A PPK ebben az esetben passzív szerepet játszik nagy mennyiségű információ feldolgozásával és kompakt formában történő megjelenítésével, és a döntéshozatali funkció az operátorhoz van rendelve.

Ennek a vezérlési rendszernek a fő hátránya egy személy állandó jelenléte a vezérlőáramkörben. Nagyszámú bemeneti és kimeneti változó esetén egy ilyen vezérlési séma nem alkalmazható a személy korlátozott pszichofizikai képességei miatt. Az ilyen típusú vezérlésnek azonban előnyei is vannak. Megfelel az új irányítási módszerek körültekintő megközelítésének követelményeinek. A tanácsadó mód biztosítja jó lehetőségekúj TP modellek tesztelésére; a kezelő lehet egy folyamatmérnök, aki "jól érzi magát" a folyamat iránt. Biztosan hibás beállítási kombinációt fog találni, amelyet egy hiányosan hibakeresett folyamatvezérlő program hozhat létre. Ezenkívül az APCS figyelemmel kísérheti a vészhelyzetek előfordulását, így az üzemeltető nagyobb figyelmet fordíthat a beállításokkal való munkára, míg az APCS nagyobb számú vészhelyzetet figyel, mint az üzemeltető.

Felügyeleti menedzsment. Ebben a sémában a folyamatvezérlő rendszert zárt hurokban használják, azaz a szabályozók beállításait a rendszer közvetlenül állítja be (14.7. ábra).

14.7. Ábra - Felügyeleti ellenőrzési rendszer

A felügyeleti vezérlési mód feladata, hogy a TP -t az optimális működési pont közelében tartsa a működési hatás révén. Ez az üzemmód egyik fő előnye. A rendszer bemeneti részének működése és a vezérlési műveletek kiszámítása alig különbözik a vezérlőrendszer tanácsadó módban történő működésétől. Az alapértékek számított értékei után azonban az utóbbiakat olyan értékekké alakítják át, amelyek segítségével módosíthatók a szabályozók beállításai.

Ha a szabályozók feszültségeket észlelnek, akkor a számítógép által generált értékeket bináris kódokká kell alakítani, amelyeket egy digitális-analóg átalakító segítségével a megfelelő szintű és előjelű feszültséggé alakítanak át. A TP optimalizálása ebben az üzemmódban például rendszeres időközönként történik. naponta egyszer. Új együtthatókat kell bevezetni a vezérlőhurok egyenleteibe. Ezt a kezelő végzi a billentyűzeten keresztül, vagy egy magasabb szintű számítógépen végrehajtott új számítások eredményeit olvasva. Ezt követően a folyamatvezérlő rendszer hosszú ideig képes külső beavatkozás nélkül működni. Példák folyamatirányítási rendszerekre felügyeleti módban.

    Az automatizált szállítási és tárolási rendszer kezelése. A számítógép kiadja az állványcellák címét, és a targoncavezetők helyi automatizálási rendszere ezeknek a címeknek megfelelően dolgozza ki mozgásukat.

    Olvasztó kemence vezérlés. A számítógép generálja az elektromos üzemmód beállításainak értékeit, a helyi automatika pedig a számítógép parancsainak megfelelően vezérli a transzformátor kapcsolóit.

    CNC gépek interpolátorral vezérelve.

Így a felügyeleti ellenőrzési módban működő felügyeleti ellenőrzési rendszerek ( felügyelő-egy vezérlőprogram vagy egy programkomplexum, egy diszpécser program), a PPK többprogramos működési módjának megszervezésére szolgál, és egy kétszintű hierarchikus rendszer, széles képességekkel és fokozott megbízhatósággal. A vezérlőprogram határozza meg a programok és az alprogramok végrehajtásának sorrendjét, és kezeli a vezérlőpanel eszközeinek betöltését.

A felügyeleti vezérlőrendszerben a vezérelt folyamat és a logikai-parancsvezérlés paramétereinek egy részét a helyi automatikus vezérlők (AR) és a PPK vezérlik, feldolgozzák a mérési információkat, kiszámítják és beállítják ezen vezérlők optimális beállításait. A többi paramétert a központ vezérli közvetlen digitális vezérlési módban. A bemeneti információ néhány szabályozott paraméter értéke, amelyet a helyi szabályozók DN -érzékelői mértek; a szabályozott folyamat állapotának monitorozott paraméterei, amelyeket a DK érzékelők mérnek. Az alacsonyabb szint, amely közvetlenül kapcsolódik a technológiai folyamathoz, az egyes technológiai paraméterek helyi szabályozóit képezi. A Dy és Dk érzékelőktől az objektummal való kommunikációra szolgáló eszközön keresztül kapott adatok szerint a PPK alapjel értékeket generál jelek formájában, amelyek közvetlenül az automatikus vezérlőrendszerek bemeneteire mennek.

Közvetlen digitális vezérlés. Az NCU -ban a vezérlő testek működtetéséhez használt jelek közvetlenül a folyamatvezérlő rendszerből származnak, és a szabályozók általában ki vannak zárva a rendszerből. Az NCU fogalma, ha szükséges, lehetővé teszi, hogy a szabályozás standard törvényeit az ún. optimális egy adott struktúrával és algoritmussal. Például megvalósítható az optimális teljesítmény algoritmusa stb.

A folyamatvezérlő rendszer kiszámítja a valódi hatásokat, és közvetlenül továbbítja a megfelelő jeleket a vezérlő szerveknek. Az NCU diagram a 14.8. Ábrán látható.

14.8. Ábra - A közvetlen digitális vezérlés diagramja (NCU)

A beállításokat egy operátor vagy egy számítógép adja meg az ACS -be, amely számításokat végez a folyamat optimalizálása érdekében. NCU rendszer jelenlétében a kezelőnek képesnek kell lennie az alapértékek megváltoztatására, egyes kiválasztott változók vezérlésére, a mért változók megengedett változási tartományainak változtatására, a beállítások módosítására, és általában hozzáféréssel kell rendelkeznie a vezérlőprogramhoz.

Az NCU mód egyik fő előnye, hogy megváltoztathatja a ciklusok vezérlőalgoritmusait a tárolt program egyszerű módosításával. Az NCU legnyilvánvalóbb hátránya akkor jelentkezik, amikor a számítógép meghibásodik.

Így a rendszerek közvetlen digitális vezérlés(NCU) vagy közvetlen digitális vezérlés (NCU, DDC). A PPC közvetlenül generál optimális vezérlési műveleteket, és a megfelelő átalakítók segítségével vezérlőparancsokat továbbít a hajtóművekhez. A közvetlen digitális vezérlési mód lehetővé teszi:

    zárja ki a helyi szabályozókat konfigurálható alapértékkel;

    alkalmazza a szabályozás és irányítás hatékonyabb elveit, és válassza ki a legjobb megoldást;

    optimalizáló funkciókat hajt végre, és alkalmazkodik a változásokhoz külső környezetés a vezérlőobjektum változó paraméterei;

    költségeit csökkenteni Karbantartásés egyesítse a kezelőszerveket.

Ezt a vezérlési elvet használják a CNC gépekben. A kezelőnek képesnek kell lennie az alapértékek megváltoztatására, a folyamat kimeneti paramétereinek figyelemmel kísérésére, a változók megengedett változási tartományainak megváltoztatására, a beállítások módosítására, hozzáférésre van a vezérlőprogramhoz ilyen rendszerekben, könnyebb az indítási módok megvalósítása és folyamatok leállítása, átkapcsolás manuális irányítás a hajtóművek automatikus, kapcsolási műveleteire. Az ilyen rendszerek fő hátránya, hogy a teljes komplexum megbízhatóságát az objektummal és a vezérlőpanellel folytatott kommunikációs eszközök megbízhatósága határozza meg, és meghibásodás esetén az objektum elveszíti az irányítást, ami balesethez vezet. A kiút ebből a helyzetből a számítógépes redundancia megszervezése, egy számítógép lecserélése géprendszerre stb.

Az APCS összetétele. A folyamatvezérlő rendszer funkcióinak végrehajtását a következő összetevők kölcsönhatása révén érik el:

    műszaki támogatás (TO),

    szoftver (szoftver),

    információs támogatás (IO),

    szervezeti támogatás (OO),

    operatív személyzet (OP).

Ezek öt alkotóelemeit és alkotják a folyamatvezérlő rendszer összetételét. Néha más típusú szoftvereket is figyelembe vesznek, például nyelvi, matematikai, algoritmikus, de szoftveralkatrésznek tekintik őket stb.

Technikai támogatás Az APCS a technikai eszközök (beleértve a számítógépes berendezéseket is) teljes készlete, amely elegendő az APCS működéséhez és a rendszer minden funkciójának ellátásához. Jegyzet. A szabályozó szervek nem részei a TO APCS -nek.

A kiválasztott technikai eszközök komplexének olyan mérési rendszert kell biztosítania az APCS működési feltételei között, amely viszont biztosítja a szükséges pontosságot, sebességet, érzékenységet és megbízhatóságot a meghatározott metrológiai, működési és gazdasági jellemzőknek megfelelően. A technikai eszközök csoportosíthatók a működési jellemzők, vezérlési funkciók, információs jellemzők, szerkezeti hasonlóság szerint. A legkényelmesebb a technikai eszközök osztályozása az információs jellemzők szerint. A fentiekkel összefüggésben a technikai eszközök komplexumának tartalmaznia kell:

    eszközök a vezérlőobjektum állapotáról történő információszerzéshez és a rendszerbe való belépéshez szükséges eszközök (bemeneti átalakítók, érzékelők), transzformáció biztosítása bemeneti információkat szabványos jelekhez és kódokhoz;

    a közbenső információkonverzió eszköze, amely összeköttetést biztosít a különböző jelekkel rendelkező eszközök között;

    kimeneti átalakítók, információkimeneti és -vezérlő eszközök, a gépi információ átalakítása a technológiai folyamat vezérléséhez szükséges különféle formákba;

    az információ létrehozásának és továbbításának eszközei, az információ mozgásának biztosítása a térben;

    az információ rögzítésének eszközei, az információ időben történő mozgásának biztosítása;

    információfeldolgozó létesítmények;

    a helyi szabályozás és ellenőrzés eszközei;

    számítógépes eszközök;

    az operatív személyzet számára az információk bemutatásának eszközei;

    végrehajtó eszközök;

    információátviteli eszközök a szomszédos és más szintű ACS -ekhez;

    eszközök, eszközök a rendszer teljesítményének beállításához és ellenőrzéséhez;

    dokumentációs technológia, beleértve a dokumentumok létrehozásának és megsemmisítésének eszközeit;

    irodai és levéltári berendezések;

    segédeszközök;

    anyagok és eszközök.

Kisegítő technikai eszközök biztosítják a másodlagos irányítási folyamatok végrehajtását: a levelezés másolása, nyomtatása, feldolgozása, a vezetői személyzet normál munkájának feltételeinek megteremtése, a műszaki eszközök jó állapotának és működésének fenntartása. A szabványos APCS létrehozása jelenleg lehetetlen, mivel a vállalatirányítás szervezeti rendszereiben jelentős eltérések vannak.

Az automatizált folyamatvezérlő rendszer technikai eszközeinek meg kell felelniük a GOST követelményeinek, amelyek célja az automatizálási objektum különféle kompatibilitásának biztosítása. Ezeket a követelményeket csoportokra osztják.

    Információ... Információs kompatibilitás biztosítása a technikai eszközök között egymással és a szervizszemélyzettel.

    Szervezeti... Folyamatvezérlő szerkezet, vezérlő technológia, a technikai eszközöknek meg kell felelniük egymásnak az APCS végrehajtása előtt és után, amelyekhez biztosítani kell:

A CTS szerkezetének megfelelése - az objektumkezelés szerkezete;

Az alapvető funkciók automatizált végrehajtása, információ kinyerése, továbbítása, feldolgozása, adatkimenet;

    a KTS módosításának lehetősége;

    szervezeti rendszerek létrehozásának lehetősége a CCC munkájának nyomon követésére;

    személyzeti ellenőrző rendszerek létrehozásának lehetősége.

3. Matematikai. A technikai eszközök munkájában tapasztalható következetlenségek információkkal történő kiegyenlítése elvégezhető az elrendezések átkódolására, fordítására és átformálására szolgáló programokkal. Ez a szoftverrel szemben a következő követelményekhez vezet:

    az APCS fő feladatainak gyors megoldása;

    a személyzet és a CCC közötti kommunikáció egyszerűsítése;

    a különféle technikai eszközök információs dokkolásának lehetősége.

4. Műszaki követelmények:

    az automatizált folyamatirányítási rendszer feladatainak időben történő megoldásához szükséges teljesítmény;

    alkalmazkodóképesség a vállalkozás külső környezetének feltételeihez;

    megbízhatóság és karbantarthatóság;

    az egységes, kereskedelmi forgalomban kapható blokkok használata;

    egyszerű kezelés és karbantartás;

    az alapok technikai kompatibilitása közös elemen és tervezési alapon;

    az ergonómia, a műszaki esztétika követelményei.

5. Gazdasági műszaki eszközökre vonatkozó követelmények:

    minimális tőkebefektetés a CTS létrehozásához;

    minimális termelési területek a CTS elhelyezéséhez;

    minimális költségek a segédberendezéseknél.

6. Megbízhatóság APCS. A műszaki támogatás mérlegelésekor figyelembe veszik az APCS megbízhatóságának kérdését is. Ebben az esetben tanulmányt kell végezni az APCS -ről, kiemelve a következő pontokat:

    összetettség (nagyszámú különböző technikai eszköz és személyzet);

    multifunkcionalitás;

    a rendszer elemeinek többirányú használata a rendszerben;

    a meghibásodási módok sokasága ( okai, hatások);

    a megbízhatóság és a gazdasági hatékonyság kapcsolata;

    a megbízhatóság függése a műszaki működéstől;

    a megbízhatóság függése a CTS -től és az algoritmusok felépítésétől;

8) a személyzet hatása a megbízhatóságra.

Az APCS működési megbízhatóságának szintjét az alábbi tényezők határozzák meg:

    az alkalmazott technikai eszközök összetétele és szerkezete;

    módok, karbantartási és helyreállítási paraméterek;

    a rendszer és az egyes alkatrészek működési feltételei;

Szoftver Az APCS az automatizált vezérlőrendszer funkcióinak megvalósításához szükséges programok és működési szoftverdokumentációk összessége technológiai folyamat a folyamatirányító rendszer technikai eszközeinek komplexének meghatározott működési módja.

Az APCS szoftver több részre oszlik Tábornok szoftver (OPO) és különleges szoftver (SPO).

NAK NEK gyakori A folyamatvezérlő rendszer szoftvere magában foglalja a szoftvernek azt a részét, amelyet számítógépes berendezéssel együtt szállítanak, vagy készen vásárolnak az algoritmusok és programok speciális alapjaiban. Az OPO APCS programokat tartalmaz, amelyeket programok fejlesztésére, szoftverek összeszerelésére, egy számítástechnikai komplexum működésének megszervezésére, valamint egyéb segédprogramokat és szabványos programokat használnak (például programok szervezése, programok fordítása, szabványos programok könyvtárai stb.). Az OPO APCS -t ipari és műszaki célú termékek formájában gyártják és szállítják a BT berendezések gyártói (lásd 1.4.7. Pont).

NAK NEK különleges Az APCS szoftver magában foglalja a szoftvernek azt a részét, amelyet egy adott rendszer (rendszerek) létrehozása során fejlesztettek ki, és magában foglalja a fő (vezérlés és információ) és segédprogramok (a CTS rendszer meghatározott működésének biztosítása, helyességének ellenőrzése) végrehajtására szolgáló programokat. információbevitel, a CTS rendszer működésének nyomon követése stb.). a folyamatirányítási rendszer funkciói. A folyamatvezérlő rendszerhez speciális szoftvert fejlesztenek ki szoftver alapján és használatával. Az egyes programok vagy nyílt forráskódú szoftverek a folyamatirányító rendszer egészére vonatkozóan gyárthatók és szállíthatók szoftver formájában, ipari és műszaki célú termékekként.

A szoftver magában foglalja a számítógépes létesítményekkel együtt szállított általános szoftvereket, beleértve a programok szervezését, a diszpécserprogramokat, a programok fordítását, az operációs rendszereket, a szabványos programok könyvtárait, valamint egy speciális szoftvert, amely egy adott rendszer funkcióit valósítja meg, és biztosítja a KTS működését, beleértve a hardvert is.

Matematikai, algoritmikus támogatás. Mint tudják, a modell egy kutatási objektum képe, amely megjeleníti az objektum lényeges tulajdonságait, jellemzőit, paramétereit, kapcsolatait. Az egyik módszer a folyamatok vagy jelenségek tanulmányozására egy automatizált folyamatirányító rendszerben a matematikai modellezés módszere, azaz matematikai modelljeik felépítésével és e modellek elemzésével. Egyfajta matematikai modellezés a szimuláció, amely a külső hatásokat, paramétereket és folyamatváltozókat szimuláló számok közvetlen helyettesítését használja az UVC segítségével. A szimulációs vizsgálatok elvégzéséhez szükség van egy algoritmus kifejlesztésére. Az APCS -ben használt algoritmusokat a következő jellemzők jellemzik:

    az algoritmus ideiglenes összekapcsolása a vezérelt folyamattal;

    a munkaprogramok tárolása az UVK működési memóriájában, hogy bármikor hozzáférhessenek hozzájuk;

    a logikai műveletek arányának meghaladása;

    algoritmusok felosztása funkcionális részekre;

    időmegosztási algoritmusok megvalósítása az UVK-nál.

A vezérlőalgoritmusok időfaktorának figyelembe vétele azt jelenti, hogy rögzíteni kell az információ rendszerbe történő fogadásának idejét, azt az időpontot, amikor a kezelő üzeneteket ad ki a vezérlési műveletek kialakításához, és megjósolja a vezérlőobjektum állapotát. Biztosítani kell a szabályozott objektumhoz tartozó UVC jeleinek időben történő feldolgozását. Ezt a sebesség szempontjából leghatékonyabb algoritmusok összeállításával érik el, amelyeket nagysebességű UVK-n hajtanak végre.

Az APCS algoritmusok második jellemzője szigorú követelményeket támaszt az algoritmus megvalósításához szükséges memória mennyiségére, az algoritmus koherenciájára.

Az algoritmusok harmadik jellemzője annak köszönhető, hogy a technológiai folyamatokat a különböző események összehasonlítása, az objektumparaméterek értékeinek összehasonlítása, a különböző feltételek és korlátozások teljesítésének vizsgálata alapján hozott döntések alapján irányítják.

Az ACS TP algoritmusok negyedik jellemzőjének használata lehetővé teszi a fejlesztő számára több rendszerfeladat megfogalmazását, majd az ezekhez a feladatokhoz kifejlesztett algoritmusok egyesítését egyetlen rendszerben. Az APCS feladatai közötti összekapcsolódás mértéke eltérő lehet, és az adott vezérlőobjektumtól függ.

A vezérlőalgoritmusok ötödik jellemzőjének figyelembevétele érdekében valós idejű operációs rendszereket kell kifejleszteni, és meg kell tervezni az automatizált folyamatvezérlő rendszer feladatainak algoritmusait megvalósító betöltési modulok sorrendjét, azok végrehajtását a prioritásoktól függően.

Az automatizált folyamatvezérlő rendszer fejlesztési szakaszában mérési információs rendszereket hoznak létre, amelyek teljes és időben történő vezérlést biztosítanak az egységek működési módjához, lehetővé téve a technológiai folyamat előrehaladásának elemzését és az optimális vezérlési problémák megoldásának felgyorsítását. A központosított vezérlőrendszerek funkciói a következő feladatok megoldására szorítkoznak:

    a mennyiségek aktuális és előre jelzett értékeinek meghatározása;

    olyan mutatók meghatározása, amelyek számos mért értéktől függenek;

    olyan események észlelése, amelyek megsértik és megzavarják a termelést.

A probléma általános modellje a mért mennyiségek aktuális értékeinek és a belőlük kiszámított TPE -nek a központosított vezérlőrendszerben történő felmérésekor a következőképpen ábrázolható: a vezérlőobjektumban meghatározandó mennyiségek és mutatók halmaza van beállítva , a felmérésük szükséges pontossága meg van adva, van egy sor érzékelő, amelyet automatikus objektumra telepítenek. Ezután az egyes mennyiségek értékének értékelésének általános problémája a következőképpen fogalmazódik meg: minden egyes mennyiséghez meg kell találni egy érzékelőcsoportot, a lekérdezésük gyakoriságát és egy algoritmust a tőlük kapott jelek feldolgozásához. amelynek eredményeként ennek a mennyiségnek az értékét meghatározott pontossággal határozzák meg.

Matematikai módszereket, például lineáris programozást, dinamikus programozást, optimalizálási módszereket, konvex programozást, kombinatorikus programozást és nemlineáris programozást használnak az automatizált folyamatvezérlő rendszer problémáinak megoldására. Az objektum matematikai leírásának elkészítésére szolgáló módszerek a Monte Carlo -módszer, a matematikai statisztika, a kísérlettervezés elmélete, a sorban állás elmélete, a gráfelmélet, az algebrai és differenciálegyenlet -rendszerek.

Információs támogatás Az APCS tartalmazza: az ATC állapotát jellemző jelek listáját és jellemzőit:

    Az információk osztályozásának és kódolásának elveinek (szabályainak) leírása és az osztályozási csoportosítások listája,

    információs tömbök leírása, a rendszerben használt videókeretek dokumentumformái,

    a rendszer működésében használt normatív referencia (feltételesen állandó) információ.

Rész szervezeti támogatás Az APCS tartalmazza az APCS leírását (a rendszer funkcionális, műszaki és szervezeti felépítése) és az üzemeltető személyzetre vonatkozó utasításokat, amelyek szükségesek és elegendőek az ATC részeként való működéséhez.

Szervezeti támogatás tartalmazza a rendszer funkcionális, műszaki, szervezeti felépítésének leírását, utasításokat és előírásokat az APCS munkáját végző személyzet számára. Olyan szabályokat és előírásokat tartalmaz, amelyek biztosítják az operatív személyzet szükséges kölcsönhatását egymással és eszközkészlettel.

Így a menedzsment szervezeti felépítése a létesítmény üzemeltetésében részt vevő személyek közötti kapcsolat. Az operatív irányítással foglalkozó személyzet fenntartja a technológiai folyamatot a meghatározott normákon belül, biztosítja a termelési terv teljesítését, ellenőrzi a technológiai berendezések működését, és figyelemmel kíséri a folyamat biztonságos lebonyolításának feltételeit.

Az APCS kezelő személyzete biztosítja az APCS CCS megfelelő működését, nyilvántartást és jelentéseket vezet. Az APCS a termelési feladatokat a magasabb szintű vezetéstől, az e feladatok végrehajtásának kritériumaitól, a feladatok teljesítéséről, a termékek mennyiségi és minőségi mutatóiról, valamint egy automatizált technológiai komplexum működéséről a magasabb szintű vezetési információkhoz továbbítja.

Elemzésre szervezeti struktúraés a belső kapcsolatok optimális felépítésének meghatározása csoportdinamikai módszerek segítségével. Ebben az esetben általában a szociálpszichológia módszereit és technikáit használják. Az elvégzett tanulmányok lehetővé tették az operatív technológiai személyzet csoportjának megszervezéséhez szükséges követelmények megfogalmazását:

    minden termelési információt csak a vezetőn keresztül kell továbbítani;

    egy beosztottnak legfeljebb egy közvetlen felettese lehet;

    a termelési ciklusban csak egy menedzser beosztottjai lépnek egymással információs kapcsolatba.

A karbantartási osztályok munkát végeznek az automatizált folyamatirányítási rendszer létrehozásának minden szakaszában (tervezés, megvalósítás, üzemeltetés), fő funkcióik a következők:

A rendszerek működésének biztosítása a műszaki dokumentáció szabályainak és követelményeinek megfelelően;

    az APCS műszaki eszközeinek jelenlegi és tervezett javítása;

    a fejlesztőkkel együtt az automatizált folyamatvezérlő rendszer tesztelésének elvégzése;

    kutatás lefolytatása a rendszer gazdasági hatékonyságának meghatározására;

    a rendszer továbbfejlesztésére irányuló intézkedések kidolgozása és végrehajtása;

Az APCS szolgáltatás alkalmazottainak továbbképzése, a működési tapasztalatok tanulmányozása és általánosítása. A funkciók ellátásához a technológus-kezelőt műszaki és szoftverrel kell bemutatni

azt jelenti, hogy a technológiai folyamat jellemzőitől függően a következő információs üzenetek szükséges készleteit biztosítják:

    a hívott paraméterek mért értékeinek kijelzése;

    a folyamatparaméterek vezérlésének beállított határainak jelzése és módosítása;

    hangjelzés és a paraméterek szabályozási határokon túli eltéréseinek jelzése;

    hangjelzés és a paraméterek változási sebességének eltérései a beállított értékektől;

    a technológiai folyamat és a berendezés állapotának megjelenítése a vezérlő objektum diagramján;

    a paraméterek változási tendenciáinak regisztrálása;

    a technológiai folyamat és az üzemeltető intézkedéseinek megsértésének operatív nyilvántartása.

Információs támogatás(ÉS RÓLA) tartalmazza a technológiai és műszaki és gazdasági információk, referencia- és működési információk kódolási rendszerét, tartalmazza a műszaki eszközök közléséhez használt összes jel és kód leírását. A használt kódoknak minimális számú karaktert kell tartalmazniuk, logikai felépítésűeknek kell lenniük, és meg kell felelniük más kódolási követelményeknek. A kimeneti dokumentumok és az információábrázolás formái nem okozhatnak nehézségeket azok használatában.

Az IO ACS TP rendszer kialakításakor és bevezetésekor figyelembe kell venni a folyamatirányítás megszervezésének elveit, amelyek megfelelnek a következő szakaszoknak.

    Az APCS alrendszerek és az irányítási döntések típusainak meghatározása, amelyekhez tudományos és műszaki információkat kell szolgáltatni. Ennek a szakasznak az eredményei alapján határozzák meg az információs tömbök optimális szerkezetét, azonosítják a kérések várható áramlásának jellemzőit.

    Az információfogyasztók fő csoportjainak meghatározása. Az információfogyasztókat az előkészítésben és az elfogadásban való részvételük szerint osztályozzák menedzsment döntések a technológiai folyamat megszervezéséhez kapcsolódik. Az információgyűjtés figyelembevételével történik típusú feladatok folyamatirányításban oldották meg. A fogyasztó tájékozódhat a kapcsolódó technológiai területekről, és feltételeket teremt az információ újraelosztására, ha az igények megváltoznak.

    Az információszükségletek tanulmányozása.

    A szükséges tudományos és műszaki információáramok tanulmányozása folyamatmenedzsment, a menedzsment feladatok elemzésének eredményein alapul. A dokumentációs információáramlás mellett elemzik az ennek és hasonló vállalkozások tapasztalatait tükröző tényeket.

    Információvisszaállító rendszerek fejlesztése folyamatirányításhoz.

Az automatizált rendszereket az információfeldolgozási folyamatok jellemzik - transzformáció, átvitel, tárolás, észlelés. Egy technológiai folyamat vezérlésekor az információ továbbításra kerül, és a vezérlőrendszer a bemeneti információkat feldolgozza a kimeneti információba. Ugyanakkor szükséges az ellenőrzés és a szabályozás, amelyek az előző tevékenységi szakasz eredményeire vonatkozó információk és a cél elérésének feltételeinek megfelelő információk összehasonlításából, a köztük lévő eltérések felméréséből és a korrekciós kimeneti jel kialakításából állnak. Az eltérést véletlenszerű belső és külső zavaró hatások okozzák. Az információtovábbítás folyamata feltételezi az információforrás és a vevő jelenlétét.

Annak biztosítása érdekében, hogy az ember részt vegyen a technológiai folyamat ellenőrzésében, dokumentálni kell az információkat. A későbbi elemzések megkövetelik a statisztikai nyers adatok gyűjtését a folyamatparaméterek állapotának és értékeinek időbeli rögzítésével. Ennek alapján ellenőrzik a technológiai folyamatnak való megfelelést, ellenőrzik a termékek minőségét, figyelemmel kísérik a személyzet vészhelyzetben tett intézkedéseit, és keresik a folyamat javításának módjait.

A dokumentációval és regisztrációval kapcsolatos információs támogatás fejlesztésekor az APCS -hez szükséges:

    meghatározza a regisztrált paraméterek típusát, a regisztráció helyét és formáját;

    válassza ki a regisztráció időfaktorát;

    a regisztrált paraméterek számának minimalizálása az operatív tevékenységek és elemzések szükségessége és elégsége miatt;

    egységesíteni a dokumentumformátumokat, azok szerkezetét;

    adja meg a különleges adatokat;

    megoldja a dokumentumok osztályozásával és a mozgásuk útjaival kapcsolatos kérdéseket;

    meghatározza a dokumentumokban található információmennyiséget, meghatározza a dokumentumok tárolásának helyét és feltételeit.

A rendszernek az információáramokat az APCS kommunikációs csatornáiban kell a megfelelő minőségű információval továbbítania a keletkezés helyétől a fogadás és használat helyéig. Ehhez a következő követelményeknek kell megfelelni:

    az információszolgáltatás időszerűsége;

    az átvitel hűsége - nincs torzítás, veszteség;

    a működés megbízhatósága;

    az idő egysége a rendszerben;

    a műszaki megvalósítás lehetősége;

    az információs követelmények gazdasági elfogadhatóságának biztosítása. Ezenkívül a rendszernek rendelkeznie kell:

    az információáramlás szabályozása;

    a külső kapcsolatok megvalósításának lehetősége;

    az APCS bővítésének lehetősége;

    az emberi részvétel kényelme a folyamat elemzésében és ellenőrzésében.

Az információáramlás fő jellemzői a következők:

    vezérlő objektum (információforrás);

    az információ célja;

    információ formátum;

    térfogatáram jellemzői;

    az információk előfordulásának gyakorisága;

    információt használó objektum.

Szükség esetén az áramlási jellemzőket részletezik:

    az információ típusa;

    a szabályozott paraméter neve;

    a paraméter időbeni változási tartománya;

    az azonos nevű paraméterek száma az objektumon;

    az információk megjelenítésének feltételei;

    az információgenerálás sebessége.

A kommunikációs csatorna fő információs jellemzői a következők:

    a kommunikációs csatorna kezdetének és végének helye;

    a továbbított információ formája;

    átviteli csatorna szerkezete - érzékelő, kódoló, modulátor, kommunikációs vonal, demodulátor, dekódoló, kijelző eszköz;

    kommunikációs csatorna típusa - telefon, mechanikus;

    adatátviteli sebesség és mennyiség;

    az információ átalakításának módjai;

    Csatorna sávszélesség;

    a jel hangereje és a kommunikációs csatorna kapacitása;

    zajállóság;

    a csatorna információs és hardver -redundanciája;

    a kommunikáció és a csatornán keresztüli átvitel megbízhatósága;

    jelcsillapítási szint a csatornában;

    a csatorna linkjeinek információs koordinálása;

    átviteli csatorna mobilitása.

Az információk időjelzése hozzáadható az APCS -hez, amely egységes időrendszert feltételez egy központosított referencia -skálával. Az APCS információs linkjeinek jellemző jellemzője a valós idejű művelet. Az egységes időreferencia -rendszer használata a következő feladatokat biztosítja:

    a fogadás, az információk továbbításának idejének dokumentálása;

    az APCS -ben előforduló események naplózása;

    a termelési helyzetek elemzése idő szerint (átvételi sorrend, időtartam);

    az információ kommunikációs csatornákon való áthaladásának és az információfeldolgozás idejének elszámolása;

    az információk fogadásának, továbbításának, feldolgozásának sorrendjének kezelése;

    a vezérlési műveletek sorrendjének beállítása egyetlen időskálán belül;

    egyetlen idő megjelenítése az APCS működési területén.

Automatizált folyamatvezérlő rendszer létrehozásakor a fő figyelmet az egyes elemek kölcsönhatásával kapcsolatos jelekre fordítják. Tanulmányozni kell a technikai eszközökkel való emberi interakció jeleit, és bizonyos technikai eszközök jeleit más technikai eszközökkel. E tekintetben a következő jel- és kódcsoportokat veszik figyelembe:

Az első csoport a stilizált nyelvek, amelyek gazdaságos adatbevitelt biztosítanak a technikai eszközökbe, és azokat az üzemeltetőnek továbbítják. Az információ jellege szerint megkülönböztetik a műszaki és gazdasági adatokat.

A második csoport az adatátvitel és a technikai eszközök dokkolásának problémáit oldja meg. Itt a fő probléma az üzenetátvitel hűsége, amelyhez hibajavító kódokat használnak. A technikai eszközök információs kompatibilitása kiegészítő illesztőberendezések telepítésével, segédadat -átkódoló programok használatával biztosított.

A harmadik csoport a gépi nyelvek. Általában bináris kódokat használnak digitális modul adatbiztonsági elemeivel, ellenőrző számjegy hozzáadásával.

Az információs támogatás automatizált folyamatvezérlő rendszereire vonatkozó általános műszaki követelmények:

    az információkódolás maximális egyszerűsítése a kódmegjelölések és az ismétlődő kódok miatt;

    a kimeneti dokumentumok és nyomtatványok egyszerű dekódolásának biztosítása;

3) az APCS információkompatibilitása a szomszédos rendszerekkel tartalom, kódolás és információmegjelenítési forma tekintetében;

4) a korábban továbbított információk módosításának lehetősége;

5) a rendszer funkcióinak megbízhatóságának biztosítása az információk zajállóságának köszönhetően.

Az APCS személyzete kölcsönhatásba lép a CTS -el, érzékeli és beírja a technológiai és gazdasági információkat. Ezenkívül az üzemeltető kapcsolatba lép más kezelőkkel és magasabb szintű személyzettel. E kapcsolatok megkönnyítése érdekében intézkedéseket hoznak az információáramlás formalizálására, tömörítésére és ésszerűsítésére. A számítógép fényjelzések, képek, nyomtatott dokumentumok, hangjelzések formájában továbbítja az információkat a kezelőnek.

Amikor a kezelő kölcsönhatásba lép az UVK -val, gondoskodnia kell:

A vezérlőobjektum funkcionális és technológiai diagramjának vizuális megjelenítése, annak állapotára vonatkozó információk a kezelőhöz rendelt funkciók körében;

    a kapcsolat megjelenítése és a vezérlőobjektum és a külső környezet közötti kölcsönhatás jellege;

    jelzés a létesítmény működésének megsértéséről;

Gyors azonosítás és hibaelhárítás.

Az elemek külön csoportjait, amelyek a legfontosabbak az objektum vezérléséhez és kezeléséhez, általában méret, forma és szín szerint különböztetik meg. A vezérlés automatizálásához használt technikai eszközök lehetővé teszik az információk csak bizonyos előre meghatározott formában történő bevitelét. Ez az információ kódolásának szükségességéhez vezet. Az adatcserét a vezérlőrendszer funkcionális blokkjai között teljes szemantikai üzenetekkel kell végrehajtani. Az üzeneteket két külön adatfolyamban továbbítják: információ és vezérlés.

Az információáramlási jeleket csoportokra osztják:

    mért paraméter;

    mérési tartomány;

    a rendszer funkcionális blokkjainak állapotai;

    címek (a mért paraméter egy bizonyos blokkhoz tartozása);

  • szolgáltatás.

A berendezés bemeneti és kimeneti kommunikációs csatornákon keresztüli információcserében előforduló hibák elleni védelem érdekében redundáns kódokat kell használni, azok paritásával, ciklikusságával, iterációjával és ismételhetőségével. Az információbiztonsági kérdések kapcsolódnak a vezérlőrendszer megbízhatóságának biztosításához, az információ megjelenítési formáihoz. Az információkat védeni kell a torzulástól és a visszaéléstől. Az információvédelmi módszerek az elvégzett műveletektől, az alkalmazott berendezésektől függenek

Operatív személyzet Az APCS az ATC kezelő technológusaiból áll, akik az APCS automatizálási rendszerei által kidolgozott információk és ajánlások alapján irányítják a TOU működését és vezérlését, valamint az APCS kezelő személyzetét, biztosítva az APCS hardver- és szoftverkomplexum megfelelő működését. A karbantartó személyzet nem tartozik a folyamatirányító rendszer kezelő személyzetébe.

A folyamatirányítási rendszer tervezésének folyamata során matematikai és nyelvi támogatást fejlesztenek ki, amelyek nem szerepelnek kifejezetten a működő rendszerben. A folyamatirányító rendszer szoftvere a rendszerben használt módszerek, modellek és algoritmusok összessége. A folyamatvezérlő rendszer szoftverét speciális szoftverprogramok formájában valósítják meg. A folyamatvezérlő rendszer nyelvi támogatása kombinációja nyelvi eszközök a folyamatirányító rendszer kezelő személyzetének a VT rendszer eszközeivel való kommunikációjához. A nyelvi eszközök leírását a rendszer szervezeti és szoftverének működési dokumentációja tartalmazza. Az automatizált folyamatvezérlő rendszer metrológiai támogatása olyan művek, tervezési megoldások, hardverek és szoftverek halmaza, amelyek célja a rendszerfunkciók meghatározott pontossági jellemzőinek biztosítása, mérési információk alapján megvalósítva.

Az üzemeltető személyzet magában foglalja az automatizált technológiai komplexum technológusait-kezelőit, akik a technológiai objektumot irányítják, és az automatizált folyamatirányító rendszer kezelő személyzetét, biztosítva a rendszer működését. A kezelő személyzet dolgozhat a vezérlőkörön belül és kívül. Az első esetben az irányítási funkciókat a CCC ajánlása szerint hajtják végre. A második esetben a kezelő személyzet beállítja a rendszer működési módját, ellenőrzi a rendszer működését, és szükség esetén átveszi a technológiai objektum kezelését. A javítás nem része a folyamatirányítási rendszernek.

Az APCS diszpécserszolgáltatása a technológiai folyamatirányítás és a termelésirányítás találkozásánál található. Az automatizált vezérlőrendszer kezelői és feladóközpontjai a kezelő személyzet és a technikai eszközök képességeinek gazdaságos kombinációját biztosítják.

A vállalkozás operatív irányításának szervezeti felépítésében a következő típusú operatív irányítási pontok terjedtek el:

    Helyi ellenőrző állomások. Az irányítást külön mechanizmusok és egységek végzik, amelyeket művezetők, csapatok, apparátusok vagy vonalvezetők látnak el.

    Az üzemeltetői állomások a technológiai információk gyűjtésének, továbbításának és a létesítmény kezelésének rendszerének alsó szintjei; szakaszokba, osztályokba, műhelyekbe szerveződnek. Itt az adott technológiai rendszer fenntartásának, a technológiai folyamat optimalizálásának, a berendezések működési ritmusának biztosításának, a gyártási folyamatban jelentkező eltérések kiküszöbölésének, a vészhelyzetek megelőzésének és megszüntetésének feladatait oldják meg. A kezelői állomásokra érkező információk érzékelőkből vagy helyi vezérlőállomásokról származnak, és teljes egészében reprodukálhatók. Az üzemeltető állomás tervszerű, normatív, direktív információkat is kap a magasabb szintű vezetéstől. Az üzemeltetők a következő funkciókat látják el:

    a technológiai folyamat és a berendezések ellenőrzése a helyszínen;

    egy adott technológiai rendszer fenntartása;

    a műszakfeladat teljesítésének biztosítása;

    a berendezés ritmusának biztosítása;

    a folyamat eltéréseinek kiküszöbölése, a balesetek megelőzése;

    a nyersanyag- és anyagkészletek rendelkezésre állásának ellenőrzése;

    a felettes diszpécser megbízásainak teljesítése;

    a vonalvezetők munkájának ellenőrzése.

3. Feladási pontok. A feladási pontokon olyan termelési és statisztikai információkat gyűjtünk, amelyek szükségesek a folyamat TP meghatározásához, annak optimalizálásának lehetőségéhez a nyersanyagok, tartalékok, erőforrások minőségétől függően, valamint az operatív ellenőrzés, számviteli, műszaki és a gazdasági elemzés, menedzsment a webhelyek skáláján, üzlet is megoldott. A menedzsment fő feladata ebben a szakaszban az anyag- és energiaáramok elosztása és összehangolása a maximális termelési hatékonyság elérése érdekében. A műhely műszak -diszpécsereinek feladatai a következők:

1) a műszakos feladatok végrehajtásának biztosítása;

2) a technológiai folyamat operatív ellenőrzése a feladatoknak megfelelően és a rendelkezésre álló technikai eszközök felhasználásával;

    az üzletrészek munkájának összehangolása;

    áramlás-szállító rendszerek távvezérlése;

    a kezelő személyzet munkájának ellenőrzése.

4. Központi vezérlőpontok:

    az operatív tervek végrehajtásának biztosítása;

    az üzletek és a vállalkozás számára a műszak és a napi tervezett feladatok végrehajtásának előrehaladásának ellenőrzése és irányítása;

    információk gyűjtése, előzetes feldolgozása a technológiai folyamat állapotáról, a tervezett mutatóktól való eltérések rögzítése;

    a vállalkozás üzleteinek és szolgáltatásainak munkájának összehangolása;

    jelentési információk kialakítása a tervezett feladatok végrehajtásának előrehaladásáról, a technológiai folyamat állapotáról, berendezésekről, készletekről.

Ezekre a feladatokra a megoldást a következő funkciók biztosítják:

    információk gyűjtése, továbbítása, fogadása, elsődleges feldolgozása, redukálása a működési ellenőrzéshez és elszámoláshoz kényelmes formára;

    a berendezések működésének ellenőrzése, a műszakok és a műhelyek napi terveinek végrehajtása;

    vészhelyzetek megszüntetése;

    időbeli ellenőrzés és a berendezések leállásának okai;

    anyagok, üzemanyag, energiafogyasztás elszámolása;

    az üzletek termelési tevékenységének, a vállalkozás szolgáltatásainak összehangolása;

A vállalat vezetésének utasításainak végrehajtásának ellenőrzése.

Az APCS diszpécserszolgáltatása a következő problémák megoldására szolgál:

1) működési számvitel:

    termelési teljesítmény óránként, műszakban, napon;

    termékek szállítása típusonként időszakonként;

    gyártott termékek maradványai;

    a technológiai rendszerek megsértésének száma;

    berendezések leállása időszakok miatt;

    berendezések működési ideje időszakokra;

    a berendezések leállításainak száma a javítások között;

    nyersanyagok, anyagok, erőforrások fogyasztása időszakokra.

2) működési elemzés:

    a terv végrehajtásának elemzése, interferencia észlelése;

    a vészhelyzet előtti helyzetek értékelése, a trendek azonosítása;

    a termelés ritmusában bekövetkező változások meghatározása;

    a berendezések állapotának és a leállások okainak elemzése;

    szűk keresztmetszetek és tartalékok azonosítása;

    a TPE trendjeinek elemzése;

    a készletek, járművek trendjeinek elemzése;

    az energiaforrások rendelkezésre állásának meghatározása;

    a termelés, a szállítás, a késztermékek maradványainak ellenőrzése;

    a termelési terv végrehajtásának elemzése, figyelembe véve az eltéréseket;

    technológiai paraméterek, termékminőség elemzése;

    a termékparamétereknek a szükséges paraméterektől való eltéréseinek értékelése;

    a technológiai paraméterek tényleges értékeinek elemzése;

    a technológiai paraméterek eltéréseinek elemzése;

    a működés és a berendezés leállások típusainak elemzése;

    a nyersanyagok, energiaforrások fogyasztási normáitól való eltérések azonosítása;

    a nyersanyagok, erőforrások minőségének elemzése;

    nyersanyag-, járműkészletek meghatározása;

    a TPE elemzése időszakokra;

    a TPE szabványoktól való eltéréseinek azonosítása.

3) operatív tervezés:

    termékek előállítása időszakokra;

    termelési elemek időszakokra;

    termékek előállítása és termelési elemek fogyasztása.

4) működési előrejelzés:

    időszak termelési teljesítménye;

    vészhelyzetek előrejelzése;

    a TEP kiszámítása.

5) operatív irányítás:

    az előadók, berendezések, szállítás terhelésének összehangolása;

    vészhelyzetek megelőzése;

    a berendezések javítási ütemterveinek beállítása;

    a berendezés működési módjának megváltoztatása.

A diszpécser munkája nagy sebességet igényel az optimális döntések meghozatalához, amelyhez előzetesen elő kell készíteni az alaphelyzetek halmazát és az egyes helyzetekre vonatkozó legjobb döntéseket. A gyártáshoz célszerű technológiai folyamatot kidolgozni minden diszpécser munkájához. Az elején meghatározzák a diszpécser által elvégzendő fő funkciókat és feladatokat, a diszpécser munkájának kibővített technológiáját. Ezt követően a kibővített technológia alapján részletes szabályozási folyamatábrákat dolgoznak ki. A diszpécserszabályozás felépítését a vállalkozás szervezeti felépítése, az irányítás megengedett központosítási foka határozza meg egy adott termeléshez.

Az üzletekben található központi vezérlőrendszerrel számos kezelői pontot szerveznek, lehetővé téve azok vezérlését a vállalatvezetés utasításainak megfelelően.

A folyamatirányító rendszer üzemeltetői végzik a technológiai objektumok irányítását. Működhetnek a vezérlőkörben és azon kívül. A vezérlőkörben a kezelő technikai eszközökkel kidolgozott, racionális vezérlésre vonatkozó ajánlások alapján hajt végre vezérlési funkciókat. A vezérlőkörön kívül a kezelő beállítja a rendszer működési módjait, ellenőrzi a rendszer működését, és szükség esetén (vészhelyzet, meghibásodás) átveszi a technológiai objektum irányítását. Az üzemeltető munkáját egy automatizált folyamatvezérlő rendszerben bonyolult berendezések, nagy információáramlás és korlátozott döntési idő jellemzi.

Az üzemeltető automatizált folyamatvezérlő rendszerben végzett munkájának összetettségét az határozza meg, hogy szükség van -e egy ellenőrzött folyamat technológiájának tanulmányozására, a vezérlőpulton elhelyezett nagyszámú műszerre és vezérlésre, valamint jelentős pszichológiai terhelésre. Technológiai objektum kezelésekor az üzemeltető biztosítja:

Technikai ismeretek megszilárdítása a helyszínen (berendezések, módok), kommunikáció más telephelyekkel; a vezérlőberendezések elhelyezése, vezérlés, védelem, riasztás;

    a technológiai folyamat előrehaladásának nyomon követése;

    az automatizálás minőségének értékelése, a paraméterek stabilizálása, a külső zavarok jellege;

Távirányító különböző helyzetekben, paraméterek szabályozása az áramlási problémák megoldása körülményei között, az eszközök számának minimalizálása;

    a segédberendezések be- és kikapcsolására irányuló műveletek végrehajtása;

    üzenetek formálása a kezelő személyzet számára;

    a hibák diagnosztizálása és kiküszöbölése;

    a műszer leolvasásának gyors leolvasása.

Fő irodalom

    Fedorov Yu.N. Folyamatvezérlő mérnök kézikönyve: Tervezés és fejlesztés. - M.: Infra-Engineering, 2008.- 928 p.

    Nesterov A.L. Folyamatirányító rendszerek tervezése: Módszertani útmutató. 1. könyv - SPb.: DEAN Kiadó, - 2006 .-- 757 p.

    Nesterov A.L. A folyamatirányítási rendszer kialakítása: Módszertani útmutató. 2. könyv - SPb.: DEAN Kiadó, - 2009 .-- 944 p.

    Iparági szintű irányító módszertani anyagok az iparági technológiai folyamatok automatizált vezérlőrendszereinek létrehozásáról és használatáról (ORMM - 3 APCS), - M.: GKNT. 1986

további irodalom

    Anyagok (szerkesztés) információs portálok: www.kazatomprom.kz, www.kipiasoft.com, www.automatization.ru, www.scada.ru, www.automation-drives.ru, www.siemens.com, www.ad.siemens.de

Bevezetés 2

1. Szerkezeti diagram kidolgozása 6

2. Elektromos kapcsolási rajz kidolgozása 8

3. Számított rész 11

4. Tervezésfejlesztés 16

Következtetés 19

A felhasznált források listája 20

A függelék - Az elemek listája


Bevezetés

A hőmérséklet mérése és szabályozása az ember egyik legfontosabb feladata mind a gyártási folyamatban, mind a mindennapi életben, mivel sok folyamatot a hőmérséklet szabályoz, például:

Fűtésszabályozás a bemeneti és kimeneti fűtőközeg közötti hőmérsékletkülönbség, valamint a beltéri és a külső hőmérséklet közötti különbség mérésén alapul;

A víz hőmérsékletének szabályozása mosógép;

Elektromos vasaló, elektromos tűzhely, sütő stb. Hőmérséklet -szabályozása;

A személyi számítógép csomópontjainak hőmérséklet -szabályozása.

Ezenkívül más paraméterek, például az áramlás, a szint stb. Közvetve meghatározhatók a hőmérséklet mérésével.

Elektronikus rendszerek az automatikus hőmérséklet -szabályozás széles körben elterjedt, raktárakban használják elkészült termékek, élelmiszerek, gyógyszerek, gombatermelő kamrákban, ipari helyiségekben, valamint gazdaságok, baromfiházak, üvegházak helyiségeiben.

Az automatikus vezérlőrendszereket a technológiai folyamatok vezérlésére tervezték, miközben a viselkedés jellege és paraméterei ismertek. Ebben az esetben a vezérlőobjektumot determinisztikusnak kell tekinteni.

Ezek a rendszerek szabályozzák az objektum aktuális (mért) állapota és az objektum ismert matematikai modellje szerint kialakított „viselkedési norma” közötti kapcsolatot. A kapott információk feldolgozásának eredményei alapján ítéletet hoznak az ellenőrzés tárgyainak állapotáról. Így a SAC feladata egy objektum hozzárendelése az egyik lehetséges minőségi állapothoz, és nem az IS -re jellemző mennyiségi információ megszerzése az objektumról.

A SAK -ban a mérésről való átmenetnek köszönhetően abszolút értékeket a relatívhoz (a "normál" érték százalékában), a munka hatékonysága jelentősen megnő. Ezzel a kvantitatív értékelési módszerrel az SAC kezelője olyan egységekben kap információt, amelyek közvetlenül jellemzik a veszély szintjét az ellenőrzött objektum vagy folyamat viselkedésében.

Automatizált vezérlőrendszerek rugalmasantermelési rendszerek (FPS)

A SAC GPS a legfontosabb modulja, mivel ez határozza meg a pilóta nélküli gyártási folyamat megvalósításának lehetőségeit.

A SAK a következő feladatokat oldja meg:

  • információk beszerzése és bemutatása a megfigyelt objektumok tulajdonságairól, műszaki állapotáról és térbeli elhelyezkedéséről, valamint a technológia állapotáról O logikus környezet;
  • a paraméterek tényleges értékeinek összehasonlítása a megadott értékekkel;
  • információk továbbítása az eltérésekről a döntéshozatalban az SBS kezelés különböző szintjein;
  • a funkciók ellátásával kapcsolatos információk beszerzése és bemutatása.

A SAK biztosítja: a vezérlőeszközök automatikus átalakításának lehetőségét az ellenőrzött objektumok adott nómenklatúráján belül; az SAC dinamikus karakterisztikáinak megfelelése a vezérelt objektumok dinamikus tulajdonságaival; az ellenőrzés teljessége és megbízhatósága, beleértve az átalakítás és az információtovábbítás ellenőrzését; a kezelőszervek megbízhatósága.

Ami a tárgyra gyakorolt ​​hatást illeti, a vezérlés lehet aktív és passzív. A legcélszerűbb és legígéretesebb a termékparaméterek, valamint a technológiai folyamatok és környezetek módjának aktív ellenőrzése a feldolgozási zónában, mivel lehetővé teszi azok szabályozását vagy ellenőrzését, valamint a hibák megjelenésének kizárását (csökkentését).

Rizs. 1.1 - Kapcsolat a SAC és a GPS elemek között

1 - anyagáramok; 2 - vezérlőjelek; 3 - vezérlési és mérési információk.

Tipikus szerkezet Az SAC (1.2. Ábra) rugalmas gyártási rendszerei három szintet foglalnak magukban. A felső szint általános vezérlést biztosít a rugalmas gyártási modul aggregátuma felett, és koordinálja azokat, átkonfigurálja és javítja, információkat bocsát ki a rugalmas termelési rendszerek vezérlőpultjának, fogad, feldolgoz és összefoglalja a középszintről érkező információkat; a termékek és eszközök mennyiségének és minőségének ellenőrzése; rugalmas gyártási modulok (FPM) által végrehajtott műveletek végrehajtásának ellenőrzése.

Rizs. 1.2 - Az SAC felépítése a GPS -ben

A középső szint biztosítja a PMG vezérlését, és a PMG által vezérelt objektumok és alkatrészek tulajdonságairól, műszaki állapotáról és térbeli elhelyezkedéséről szóló általánosított információk bemutatását a felső szintre. Ugyanakkor a következő feladatokat oldják meg: a gyártott termék minőségellenőrzése a PMG-nél, önellenőrzés és egy alacsonyabb szintű működés ellenőrzése; a technológiai környezet paramétereivel kapcsolatos információk feldolgozása.

Az alsó szint a feldolgozási és összeszerelési tárgyak, a műszaki állapot és a PMG (CNC gépek, PR) alkatrészeinek térbeli elrendezését biztosítja. Ezen a szinten az SAC a következő feladatokat oldja meg: a termelő létesítmény bemeneti és kimeneti vezérlése; a feldolgozás vagy a szerelési objektum vezérlt paramétereivel kapcsolatos információk fogadása és feldolgozása a feldolgozás során; az információ átvitele a középszintre; az átmenetek végrehajtásának ellenőrzése. Az alsó szinten lévő vezérlőeszközök a pozicionáló érzékelők és a technológiai környezet (hőmérséklet, nyomás, sebesség, páratartalom) stb.

Ebben az esetben a mérési paraméterek időben és térben egyaránt elválaszthatók. Tehát néhány paraméter szabályozható a feldolgozási területen, egy másik - szállítás közben, a harmadik - tárolás közben stb.

Elvileg lehetséges a vezérlés felosztása a különböző feldolgozó cellák között, és az alábbi elvek valamelyike ​​szerint felépítve: a vezérlőparaméterek újbóli ellenőrzésével a következő cellán részben vagy egészben; az ellenőrzött -irel mérők teljes csoportjának felosztásával az előző és a következő cellák bemenete között; ismételt ellenőrzés hiányában a következő cella bejáratánál.

A vezérlés a feldolgozási zónában magában foglalja a munkadarab helyes beszerelésének és rögzítésének ellenőrzését a gép szorítóberendezésében, és aktív vezérlés esetén - számos geometriai (méret- és alakparaméter) jellemzőt.

A termék minőségének biztosítása érdekében nemcsak a termék paramétereit ellenőrzik, hanem a szerszám számos paraméterét (változás, kopás mértéke, pengehőmérséklet), a gépet (a munkadarab rögzítése és elhelyezése, idegen tárgyak hiánya) feldolgozási zóna, a gépalkatrészek deformációja), feldolgozási mód (erő, sebesség, vágási teljesítmény, nyomaték, előtolás és vágási mélység), folyamat környezete (a hűtőfolyadék hőmérséklete és áramlási sebessége, külső hatások, beleértve a rezgést, hőmérsékletet, nyomást és páratartalmat) és támogató rendszereket.

A GPS technikai eszközeinek a funkcionális attribútumnak megfelelően felügyelt paraméterei feloszthatók a tervezett rendeltetés, az áramellátás, az üzemmódok, a munkakészség, a vezérlőáramkörök, a biztonság paramétereire, valamint a működőképességet és a GPS -elemek megbízhatósága.

A felső szintű számítógép az automatikus cellákból származó információk alapján dönt az SAC működési módjáról, és rendszeresen ellenőrzi munkáját.

Újrakonfigurációs módban a vezérlőinformációkat a felső szintű számítógép táplálja, amely döntést hoz a vezérlőrendszer átkonfigurálásáról a középső és az alsó szinten. Az alsó szintű számítógép a vezérlő paraméterek és funkciók sorát állítja be az objektumok és vezérlő szabványok feldolgozásához.

A vészhelyzeti módot a BAC bármely szintje indítja el. Az alsó szinten az elutasítások megengedett szintjének növekedése, a PMG paramétereinek normájától való eltérés vagy maguk a vezérlések okozzák.

Az SAC névleges üzemmódja: A vészállapotról szóló jel minden szintről továbbítódik a GPS kezelőpaneljén megjelenő magasabb szintre.

Szoftver A SAK (PO) a következőkből áll:

  • Szoftver a gyártási folyamat előrehaladásának nyomon követésére a GPS meghatározott munkahelyein;
  • Vezérlőrendszer szoftver vezérlő alrendszerként:
  • A SAK szoftver a következő funkciókat valósítja meg:
  • Automatikus információgyűjtés az alkatrészek ellenőrzött berendezéseken való tényleges kibocsátásáról;
  • A berendezések leállásának automatikus elszámolása és okokból történő differenciálása;
  • Dokumentált hívás a műhely javítószolgálatához;
  • Működési információk kiadása a gyártás előrehaladásáról, leállásokról a műhelyben dolgozó személyzet számára;
  • A TP vezérlés alkatrészeinek méreteire vonatkozó információk automatikus fogadása és feldolgozása;
  • Az elfogadás -ellenőrzési információk automatikus feldolgozása.

A SAK több osztályra oszlik, amelyek az alkatrészek és összeszerelési egységek geometriai, fizikai és mechanikai paramétereinek mérésére szolgálnak elektromos paraméterekés jellemzői.


1 Elektromos blokkdiagram kidolgozása

Az elektromos szerkezeti diagram a BKKP.023619.100 E1 tanfolyam grafikus részében található.

A tanfolyam tervezési feltételei szerint a kidolgozott sémának meg kell felelnie a következő követelményeknek:

Eszköz neve -automatikus vezérlőrendszerek

Állítható (felügyelt) paraméter - hőmérséklet;

Hőelektromos érzékelő;

A vezérlőeszköz típusa, családja - mikrovezérlő NEC

Végrehajtó (szabályozó) eszköz - egyenáramú motor;

Riasztó - fény

Elektronikus kulcs - bipoláris tranzisztor;

Tápfeszültség - 220 V, 50 Hz;

A végrehajtó eszköz által fogyasztott teljesítmény - 20 W;

További követelmények aa tanfolyam kialakításának feltétele:

Konstruktív kialakítás - paneltábla

A beállított és a tényleges hőmérséklet kijelzése - digitális (3 számjegy)

Ha a hőmérséklet a beállított határérték fölé esik, riasztás indul, és a ventilátor motorja kikapcsol.

Üzemi hőmérséklet tartomány: 100 ... 300 o C

Az áramkörben található eszközök a következő funkciókat látják el:

Átalakító AC DC AC bemeneti feszültséget fogad el, stabilizált egyenfeszültséget ad ki nagy pontossággal.

A feszültség-áram átalakítót úgy tervezték, hogy a váltakozó feszültséget egységes DC kimeneti jellé alakítsa (4… 20 mA);

Elektronikus kulcs - a vezérlőáramkör kapcsolására szolgál;

DC motor - beállítja a hőmérséklet értéket az áramkör kimenetén;

Ventilátor - szabályozza a hőmérséklet -tartományt;

Fényjelzés - bekapcsol, ha a hőmérséklet a beállított határérték fölé esik;

Referencia feszültségforrás - az ADC táplálásához a mikrokontrollerben.

  1. A séma működése:

Az áramkör áramellátása 220 V -os hálózati forrásból történik, 50 Hz ipari frekvenciával. Az áramkör elemeinek áramellátására váltakozó áramot használnak. DC átalakító. Két kimeneti csatornával 12V, 24V.

Az áramellátáshoz 24V szükségeskonverter feszültségáram (PNT).

Az egyenáramú motor táplálásához 12V szükséges.

A mikrokontrollert 5 V feszültség táplálja, stabilizáló mikroáramkörből DA 2.

A rendszer működése az SA1 kapcsoló bezárásával aktiválódik.

A jelek az MC bemenetein érkeznek, az egyik a kezelői konzolról, a másik az érzékelőről.

A fő eszköz (kezelőpanel) az SB1 "More", SB2 "Less", SB3 "Job" gombok, amelyek a mikrokontroller bemeneteire vannak csatlakoztatva NEC , illetve P45, P44, P43.

A kezelő beállítja a kívánt hőmérsékletet a kezelőpanelen keresztül. Az értéket az aritmetikai logikai egységen keresztül kell regisztrálni1. Így a számlálási korlátok vannak beállítva.

A második, analóg jel, amérőátalakító fix hőmérséklet mérési tartományban -konverter feszültségáram (PNT), belép a bemenetbe ANI A mikrokontroller 0 értékét a beépített ADC diszkrét (digitális kód) formátumba konvertálja, majd belép a 2 memóriaregiszterbe, és tárolja, amíg meg nem érkezik az összehasonlító jel.

A regiszter1 és regiszter2 értékeit összehasonlítják egy digitális összehasonlítón, és a tényleges érték a beállított érték feletti csökkenése esetén az EC bezárul, riasztás indul és a ventilátor motorja kikapcsol. És normál működés esetén: a beállított és a tényleges érték megegyezik, a ventilátor figyeli a hőmérséklet -tartományt.

Ezenkívül az 1. és 2. regiszterből érkező jel az üzemmód mintavételi áramkörébe, majd a dekóderbe kerül, amely a hőmérséklet -értékek digitális kijelzőn való megjelenítéséhez szükséges.

2. Elektromos kapcsolási rajz kidolgozása

Az elektromos kapcsolási rajz a BKKP.023619.100 E3 rajzon látható.

Az állvány feszültsége 220V 50Hz.

Azonban az áramkör elemeinek táplálására közvetlenül alacsonyabb feszültséget használnak. Az ilyen áramellátáshoz az áramkör váltakozó áramú DC átalakító sorozat TDK lambda LWD 15. Két kimeneti 12V, 24V feszültségű csatornával. Ezt a konvertert a szükséges paraméterek, alacsony költség és sokoldalúság alapján választottam.A rendszer a kapcsoló bezárásával aktiválódik. SA 1.

Az állvány munkájának megjelenítéséhez van egy kijelző HL 1.

A kezelőpanel 3 KM1-1 gombot tartalmaz:

Az SB1 gomb megnyomásával a kezelő megemeli a hőmérséklet értékét, és a kijelző a bemenetkor beállított értéket jeleníti meg.

Az SB2 gomb megnyomása - a kezelő csökkenti a beállított hőmérsékleti értéket, és a kijelzés megjeleníti a beállított értéket a bevitel időpontjában,

Az SB3 megnyomásával a kezelő megerősíti a beállított hőmérsékletet.

A hőmérséklet -átalakító egységes KTXA típusú kimeneti jellel méri a hőmérsékletet.Az elsődleges hőátalakító (PP) egy mérőátalakítóval (MT) van kiegészítve, amely a csatlakozófejben található, és folyamatos hőmérséklet-átalakítást biztosít egy egységes 4-20 mA kimeneti áramjelvé, amelyet a mikrokontroller bemenetére táplálnak.

Az elsődleges hőátalakítók a KTHA, KTKhK, KTNN, KTZhK termoelektromos átalakítók 01.XX;

Az elsődleges hőátalakítók befejezéséhez rögzített hőmérséklet -mérési tartományú PNT mérőátalakítót használtak.

KTHA 01.06-U10-IT-T típusú PNT-t választottam 310 - 20 - 800.cl.0.5; (0 ... 500) ° С, 4-20 mA- kábel hőátalakító króm-alumínium gradáció, konstruktív módosítás 01.06-U10, sorkapocs polimer anyagból, PNT mérőátalakítóval, a munkacsomópont szigetelt(ÉS), hőálló burkolat(Т 310) átmérője 20 mm. telepítési hossz ( L) 800 mm. Az adó típusa PNT, pontossági osztály 1 a hőmérsékleti tartományban O - 500 ° C. Egységes kimeneti jel 4-20 mA.

A márka LED -je fényjelzésként szolgál AL308.

Digitális jelzés - ALS 324 A közös katóddal.

KR142en5a mikroáramkör -stabilizátor, a mikrovezérlő tápellátásához szükséges NEC.

Elektronikus kulcsot választottam a KT805 A bipoláris tranzisztoron. Mivel paraméterei megfelelnek a feltételnek.

A központi és fő elem a mikrokontroller NEC 78K0S / KA1 + sorozat. Azért választottam ezt az MK -talacsony költség, a szükséges számú csap és a szükséges paraméterek. MK NEC szabványos felépítésű. Ez tartalmaz egy processzort, egy belső, csak olvasható memóriát egy program tárolására (NOM terminológiával IROM), egy belső véletlen hozzáférésű memóriát (IRAM) és egy sor perifériát.

Néhány jellemzőmikrokontroller NEC 78K0S / KA1 + sorozat.

2.1. Ábra - A mikrovezérlő csapjainak hozzárendelése NEC

Referencia feszültségforrás (RON) DA 1 az ADC áramellátására szolgál a mikrokontroller részeként.Az ION csatlakozik a referencia feszültség bemenethez AVref.

ION MAX6125 A szükséges követelmények alapján választottam. U bemenet: 2,7 ... 12,6 V, U kimenet: 2,450 ... 2,550 V.

Az alábbiakban bemutatjuk a vállalat ION -ját MAX , az egyértelműség kedvéért.

2.2. Ábra - a vállalati ION kapcsolat vizuális diagramja MAX


3. Számított rész

3.1.1. Elektronikus kulcsszámítás

3.1. Ábra - Számított séma

VD dióda Az 1. ábra a kapcsolókészülék védelmének funkcióját látja el: egyenáramú motor M. A KD 105B diódát a megfelelő paraméterek és más áramkörök példái miatt választottam.

3.1.2. A tranzisztor kiválasztásához kiszámítjuk az áramkör paramétereit.

3.1.3. A névleges terhelési áramot a következő képlet alapján számítjuk ki:

(3.1)

3.1.4. A kollektoráramot az indítási mód figyelembevételével számítjuk ki a következő képlet szerint:

(3.2)

3.1.3. Kezdeti adatok

Kollektor tápfeszültség U gödör = 12 V.

Terhelési áram I n = 3,3 A.

Ki DD 1< 0,6В

U 1 kimenet DD 1 = U gödör - 0,7 = 4,3 V (3,3)

A terhelési áram és a tápfeszültség alapján KT 838 A bipoláris szilícium tranzisztort választunk.

A KT 838A bipoláris szilícium tranzisztor a következő paraméterekkel rendelkezik:

H21 e = 150 - 3000

Uke us = 5V

Ube us = 1,5V

Uke max = 150 V

Ik max = 5 A

Pk max = 250 W

U pórus = 1,5V

Számítási eljárás

3.1.4 A mikrokontroller kimenetén DD 1 diszkrét jel 0 vagy 1. Ha a jelszint alacsony, a tranzisztor VT 1 -nek biztonságosan le kell zárnia, teljesen nyitva kell lennie magas szinten és telítési módban. Az első elvégzéséhez:

Ki DD 1< U бэ порог. (3.4)

0.6V< 1,5В.

3.1.5. Az alapáramot, amelyen telítettségi módját biztosítjuk, a következő képlet szerint számítjuk ki:

(3.5)

3.1.6 Számítsa ki az ellenálláson átáramló áramot R 11

(3.6)

K - az alapáram biztonsági tényezője, figyelembe véve a tranzisztor öregedését K = 1.3

3.1.7. Kiszámítjuk az ellenállás ellenállását R 11

(3.7)

Az ellenállás ellenállásának kiválasztása R 11 a névleges ellenállási értékek standard tartományából, egyenlő R = 75Ω.

R 11

Ellenállás C2-33N-0,25-75 Ohm- 5% ОЖО.468.552 TU

3.1.8. Kiszámítjuk az ellenállás teljesítményét R 11

(3.8)

Ellenállás kiválasztása R 11 0,1 W

3.1.9. A tranzisztor által leadott teljesítmény megtalálása

(3.11)

Mivel P VT 1< P k max , а именно: 16,5 watt< 250 Вт, транзистор выбран правильно.

3.1.11. Mióta bánsz velünk = 1,5 V, akkor a tranzisztor kapcsolási feszültségét a zárt állapotból a nyitottba visszük

(3.12)

és a kapcsolási feszültség nyitottról zártra

(3.13)

A megfelelő alapáramok lesznek I b + = I b - = 0,039A

(3.14)

  1. a fényjelzés kiszámítása:

U gödör

1.3. Ábra - Számított áramkör

3.2.1. Kezdeti adatok:

Tápfeszültség: U gödör = 5 V

AL 308 LED, paraméterekkel:

Előremenő feszültségesés a LED -en: Upr = 2 V

Névleges LED előremenő áram: Ipr.nom. = 10 mA

Számítási eljárás

3.2.2. Kiszámítjuk az ellenállás ellenállását R 9, a képlet szerint:

R 9 = (3,13)

R 9 =

3.2.3 Az ellenállás kiválasztása R 9 több szabványos, 300 Ohm -tól

A számítások eredményei szerint ellenállást választunk R 9

C 2-33-0,125- 300 Ohm ± 5% ОЖО.467.173.TU

3.3. Kiszámítjuk az ellenállás paramétereit R 7 , amely az MK bejáratánál található ANI 0 és kilépünk a PNT -ből:

3.3.1. Ismerve az egységes áramjelet, amely 5 ... 20mA és a tápfeszültség egyenlő 5V -tal, az Ohm -törvény képletével megtaláljuk az ellenállást:

4 Tervezésfejlesztés

4.1 NYÁK -méretek kiszámítása

A nyomtatott áramkör egy elektromos szigetelőanyagból készült téglalap alakú lemez, amelyet a csuklós rádióelemek beszereléséhez és mechanikus rögzítéséhez, valamint egymáshoz való csatlakoztatásához nyomtatott huzalozás alapján használnak.

A nyomtatott áramkörök gyártásához leggyakrabban fóliával bevont üvegszálat használnak. Az oldalak méreteinek többszöröseinek kell lenniük: 2,5, 5, 10, hossza legfeljebb 100, 350 és 350 mm. Maximális méret egyik oldala sem haladhatja meg a 470 mm -t, és a képarány nem lehet nagyobb 3: 1 -nél.

A tábla méreteinek meghatározása a kis-, közepes- és nagyméretű elemek teljes beépítési területének megtalálásával történik. Ehhez ismernie kell az egyes elemek általános méreteit. Minden miniatűr elemet kis méretűnek neveznek, nevezetesen ellenállásokat (P ≤ 0,5 W), kis méretű kondenzátorokat, diódákat stb. Közepes méretűekhez - mikroáramkörök téglalap alakú tokokban, ellenállások (P ≥ 0,5 W), elektrolit kondenzátorok stb. Nagy méretűek - változó ellenállások és kondenzátorok, félvezető eszközök a radiátorokon stb.

A táblán található összes méret, valamint az összes elem beépítési területe a 4.1. Táblázatban látható.

4.1. Táblázat - Az elemek teljes mérete és telepítési területe

Elem kijelölése

Tárgy típus

Teljes méretek, mm 2

Mennyiség, db

Telepítési terület, mm 2

Méretek (szerkesztés)

2

R1-R6, R8, R10, R12, R13

C1-4

6 x 2.3

mg

R7, R9, R11

S2-33

7 x 3

mg

KT502V

5,2 x 5,2

27,04

mg

VT 2- VT 4

KT3142A

5x5

mg

VD 1

KD 105B

7 x 4,5

31,5

mg

MAX6125

3 x 2,6

7, 8

Házasodik

kr142en5a

16,5 x 10,7

176,6

Házasodik

78K0S / KA1 +

6,6 x 8,1

53,9

Házasodik

HC -49 U

11x5

mg

C1, C5

K50 - 6

4 x 7

kr

A 4. táblázat folytatása.

C2, C3, C4

K73-17

8 x 12

kr

C6, C7

KM-5B

4,5x 6

mg

HG1-HG3

ALS 324 A.

19,5 x 10,2

596,7

kr

Keresse meg azt a területet, amelyet egy típusú dimenzió elemei foglalnak el

S mg = 138 + 63 + 27,04 + 75 + 31,5 + 55 + 54 = 393,54 mm 2 (6)

S kr = 176,6 + 7,8 + 53,9 + 56 + 288 + 596,7 = 1179 mm 2

A 4.1 táblázatban megadott adatok szerint kiszámítjuk a telepítési terület területét

S mz = 4 ∙ S mg + 3 ∙ S sg + 1,5 ∙ S kg, (4.1)

ahol S мз - a kiszámított szerelési terület területe;

S mg - a kis rádióelemek által elfoglalt teljes terület, cm 2 ;

S kr - a közepes méretű rádióelemek által elfoglalt teljes terület, cm 2 ;

S kg - a nagyméretű rádióelemek által elfoglalt teljes terület, cm 2 .

S mz = 4∙ (393,54) + 3∙ (1179) = 5111,16 mm 2 = 51,1 cm 2

A nyomtatott áramköri lap területe nem lehet kevesebb, mint 52 cm 2 .

5. Az állvány kialakításának kidolgozása

A nézetblokk rajzát a BKKP.023619.100 VO tanfolyam grafikai részében mutatjuk be

A szerkezet kialakításakor a következő alapvető követelményeket kell figyelembe venni:

A készülék kialakításának meg kell felelnie az üzemi feltételeknek

A készüléket és alkatrészeit nem szabad túlterhelni működés közben az áramnak, rezgésnek, hőmérsékletnek és egyéb terheléseknek való kitettségtől. Az eszközök elemeinek bizonyos ideig ki kell állniuk a megengedett értékeket, hibamentes működés mellett.

A legtöbb alkatrész fel van szerelve nyomtatott áramkör egyoldalas fóliával bevont üvegszálból. A tok belsejében megerősített, ahol a tápegységet is elhelyezték. A készülék kezelőszervei az előlapon találhatók. Váltókapcsoló „hálózati”, biztosítékok, fényjelzés, digitális kijelző, gombok.

Az automatikus vezérlőrendszer a házban található Bopla NGS 9806 modell c a változások és a teljes méretek 170x93x90 műanyagból.

A testen rögzítési lyukak vannak a panel szereléséhez.

Az előlap tartalma: LED, digitális kijelző, fényjelző és gombmodulok.

Az L2T -1-1 váltókapcsolónak csak két állása van: be - a váltóállás felfelé, ki - a váltóállás lefelé. A tok hátsó falához egy sorkapocs van rögzítve a konverter, PNT, ventilátor motor csatlakoztatásához elektromos hálózat 220 V 50 Hz.Az áramellátás szabványos kábellel történik, dugaszolóval.

A nyomtatott áramköri szerelvényt négy M3-1,5 GOST17473-72 csavarral rögzítik a testhez, amelyeket a táblán keresztül a testnyúlványokba vágnak. Ezeket a nyúlványokat a testtel együtt öntik.

AC DC cég átalakító TDK - lambda LWD sorozat 15. ábra a ház alsó falához van rögzítve 4 csavarral M3-1.5 GOST 17473-72.


Következtetés

Ebben a tanfolyamban egy automatikus hőmérséklet -szabályozó rendszert fejlesztettek ki, a fejlesztés során kiszámították az adott eszközök paramétereit, különösen egy elektronikus kulcsot, egy ellenállást a fényriasztáshoz és egy ellenállást a PNT kimenetén. Ezenkívül kiszámították a nyomtatott áramköri lap méreteit. A rendszer minden eleme széles körben használatos, könnyen megvásárolható és cserélhető, ami biztosítja az áramkör magas karbantarthatóságát.

A kurzus projekt grafikus részét egy elektromos szerkezeti ábra és az állvány elektromos kapcsolási rajza és egy általános rajz ábrázolja.

A tanfolyam tervezésekor szövegszerkesztőt használtak Microsoft Word 2007 és grafikus szerkesztő Splan 7.0


A felhasznált források listája

1 Ipari elektronika és mikroelektronika: Galkin V.I., Pelevin

E.V. Tankönyv. - Minszk: Fehéroroszország. 2000 - 350 p.: Ill.

2 Nyomtatott táblák. Technikai követelmények TT600.059.008

3 Az elektromos áramkörök végrehajtásának szabályai GOST 2.702-75

4 Az automatizálás alapjai / E.M. Gordin - M .: Gépészet, 1978 - 304p.

5 Félvezető eszközök: Kézikönyv / V.I. Galkin, A.A. Bulychev,

P.N. Lyamin. - Minszk: Fehéroroszország, 1994 - 347

6 Diódák: Kézikönyv O. P. Grigorjev, V. Ya. Zamjatin, B. V. Kondratjev,

S.L. Pozhidaev. Rádió és kommunikáció, 1990.

7 Ellenállások, kondenzátorok, transzformátorok, fojtótekercsek, kapcsolás

REA eszközök: Ref. N.M. Akimov, E.P. Vashchukov, V.A. Prohorenko,

Yu.P. Khodorenok. - Minszk: Fehéroroszország, 1994.

8 Félvezető eszközök: Kézikönyv V. I. Galkin, A. L. Bulychev,

P. M. Lyamin. - Minszk: Fehéroroszország, 1994.

9 Usatenko S.T., Kachenok T.K., Terekhova M.V. Elektromos áramkörök végrehajtása az ESKD szerint: Kézikönyv. Moszkva: Szabványok Könyvkiadó, 1989.

10 OST45.010.030-92 Vezetékek formázása és elektronikus termékek telepítése nyomtatott áramköri lapokra.

11 STP 1.001-2001 1 tanfolyam és diplomamunka magyarázó jegyzetének elkészítésére vonatkozó szabályok.

12 Információk az oldalrólhttp://baza-referat.ru/Automated_control_Systems

13 Információk az oldalrólhttp://forum.eldigi.ru/index.php?showtopic=2

Technológiai követelmények az automatikus vezérlőrendszerek fejlesztéséhez

Amikor a mezőgazdasági termelés technológiai folyamataihoz automatikus vezérlőrendszereket hoznak létre, az egyik legkritikusabb szakasz az optimális, azaz a leghatékonyabb automatizálható folyamat kialakítása.

Tekintettel arra, hogy a mezőgazdaságot az iparágak és a technológiai folyamatok sokfélesége jellemzi, az optimális technológiai folyamat kialakítása minden egyes esetben nagyon nehéz feladat. Az egységes mezőgazdasági termelési folyamatok fejlesztése hozzájárul az automatizálásra alkalmas optimális technológiai folyamatok fejlesztésének sikeréhez. Ezért nagyon releváns, különösen a fordítás szempontjából Mezőgazdaság ipari alapon a mezőgazdasági technológiai folyamatok és technológia tipizálásának, univerzalizálásának, sőt szabványosításának problémája.

A mezőgazdaság ipari alapokra történő áthelyezése szorosan összefügg a termelés koncentrációjával és intenzívebbé válásával. Ilyen körülmények között, amikor a nagy nyersanyag-, energia-, munkaerő-áramlás mellett nagy az egymással összefüggő információáramlás, ezen információk pontos és helyes megértése, a megfelelő optimális döntések meghozatala és általában a teljes körű termelésirányítás csak automatizálási módszerek és eszközök használatával lehetséges. Az automatizálás vívmányainak alkalmazása azonban megköveteli a gyártási folyamatok bizonyos technológiai előkészítését.

A nemzetgazdaság vezető ágazatainak újbóli felszerelésének tapasztalatai azt mutatják, hogy az automatizálás hatékonysága három fő feladat egymáshoz kapcsolódó megoldásán múlik: 1) új technológiai folyamatok kifejlesztése és tipizálása; 2) technológiai berendezések létrehozása, amelyek biztosítják a gépelt technológiai folyamat magas színvonalú teljesítményét; 3) algoritmusok fejlesztése hatékony menedzsment technológiai folyamatok, műveletek és berendezések az automatizálás technikai eszközeinek segítségével.

Az első probléma megoldásához speciális ismeretekre és a szükséges tapasztalatokra van szükség a pontosság, a termelékenység, a feldolgozás, a szállítás, a tárolás meghatározott paramétereinek meghatározásához, a technológiai folyamatok gépelési módszereinek megalkotásához stb.

Célszerű a mezőgazdasági termelés technológiai folyamatának gépelését az úgynevezett technológiai lánc felépítésével kezdeni.

A technológiai lánc tükrözi a technológiai folyamatok, az egyes műveletek és a végrehajtásukban részt vevő gépek összekapcsolását. Például a betakarítás utáni gabonafeldolgozás technológiai lánca az áramlás során a következő műveleteket foglalja magában: gabona szállítása a kombájnból, gabonamérés, kirakodás, szállítás lifttel, elsődleges tisztítás a nagy szennyeződésekről forgógépeken, szállítás lifttel , szárítás, hűtés, lifttel történő szállítás, másodlagos tisztítás kis szennyeződésekből, szállítás csiga segítségével, szétválogatás trireme -ken, gyűjtés bunkerben, mérés, szállítás raktárba, mérés és tárolás.

A technológiai lánc lehetővé teszi a gépek működési sorrendjének azonosítását a folyamat követelményeinek megfelelően, a műveleteken végzett munka mennyiségét, a szükséges gépek számát, az optimális összesítés és a technológiai folyamatok tipizálásának megengedett mértékének megállapítását. Így a technológiai lánc lehetővé teszi, hogy mélyen behatoljon a folyamat technológiájába minden tekintetben.

Az automatikus vezérlőrendszerek fejlesztésének megkezdésekor a fejlesztőnek alaposan tanulmányoznia kell az automatizálási objektumot, teljes mértékben meg kell értenie az összes lehetséges működési módot.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a gyártáshoz gyakran szükség van az objektum automatikus vezérlőrendszereinek kifejlesztésére különböző szinteken fejlődés. E tekintetben az automatizálás mértékét, valamint a műveletek és módok összességét maga a termelés fejlettségi szintje határozza meg. Következésképpen minden technológiai folyamat különböző módon osztható műveletekre. De ezzel a felosztással a fejlesztőnek mindig válaszolnia kell a következő alapvető kérdésekre.

1. Mi az automatikus vezérlőrendszer célja és feladata?

2. Milyen blokkok alkotják a vezérlőobjektumot?

3. Milyen funkcionális és vezérlő kapcsolatok vannak a jövőbeli rendszert meghatározó blokkok között?

4. Melyek a vezérlőobjektum és annak blokkai módjai, és hány technológiailag megengedett átmenet ezek között?

5. Milyen konkrét algoritmusok írják le ezt vagy azt a módot?

6. Milyen érzékelőket és működtetőket lehet használni ehhez a rendszerhez?

7. Milyen matematikai egyenletek írják le a rendszerek meghatározott működési módját jellemző vezérlőjelek és zavarjelek kölcsönhatását?

A technológiai folyamatok vagy az egyes műveletek elemzése után meg kell határozni a technológiát jellemző összes információparaméter mennyiségét és azok minden összefüggését.

A feltett kérdések szerint felhalmozott információkat kompakt és kényelmes formában kell tükrözni a további munkához. Ez teszi lehetővé az információs paraméterek listájának azonosítását.

Az információs paraméterek osztályozása és a technológiai lánc lehetővé teszi egy vezérlőrendszer tömbvázlatának elkészítését, amely egy vezérlőobjektum és egy vezérlőeszköz kombinációja.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy minden információ hiányos és pontatlan feldolgozása a következő szinteken történő torzulásokhoz, a létesítmények, gyártósorok, műhelyek intézkedéseinek összehangolására vonatkozó döntések és intézkedések meghozatalának késedelméhez vezet, és ennek következtében a termelési költségek növekedése, a jövedelmezőség csökkenése, a termék károsodása stb.

  • Bykov Ivan Andrejevics, agglegény, hallgató
  • Volzhsky Polytechnic Institute (ág) Volgograd State State University
  • FÖLDGÁZ
  • AUTOMATIZÁLÁS
  • FOLYAMAT
  • TISZTÍTÁS

Ez a kiadvány a OJSC "Volzhsky Orgsintez" vállalatnál található, a gazdasági hatékonyság növelése érdekében a földgáz tisztítás technológiai folyamatának ellenőrzési rendszerének kifejlesztésével foglalkozik. Ebben a munkában egy automatikus vezérlőrendszert fejlesztettek ki, amely az elavult alkatrészeket modernekre cserélte, egy OWEN PLC 160 mikroprocesszoros vezérlőt használva az automatikus vezérlőrendszer alapjául.

  • Automatizált vezérlőrendszer kifejlesztése az ammónia szintézis technológiai folyamatához
  • A kenőanyagok töltőanyagának használatának lehetőségéről a súrlódási párok bejáratásának javítása érdekében
  • Automatizált vezérlőrendszer kifejlesztése a légleválasztás technológiai folyamatához
  • Automatizált vezérlőrendszer kifejlesztése kenő-hűtő folyadék előállítására

A földgáz tisztítás nélküli használata a technológiai folyamatban nem praktikus. A benne található szennyeződések, különösen az etán, a propán és a magasabb hatótávolságú szénhidrogének, a hidrogén-szulfid összeegyeztethetetlenek a cianid gázgenerátor normál működésével, és karbonizációhoz és a platina katalizátor mérgezéséhez vezetnek. Ezért szükség van a földgáz előkezelésére.

A földgáz -tisztítási folyamat automatizálása javítja a szabályozás minőségét, javítja a munkavállalók munkakörülményeit, mivel az automatizálás lehetővé teszi a munkavállalók termelési létesítményekben való tartózkodásának minimálisra csökkentését.

1. ábra Folyamatábra a földgáz tisztítására.

Főbb teljesítménymutatók:

  • Végtermék minősége: szennyeződések koncentrációja a gázban
  • Termelékenység: az időegységre jutó gázmennyiség
  • Gazdasági költségek: földgázfogyasztás, nitrogén-, víz- és villamosenergia -fogyasztás

A füstgáz -tisztítási folyamatokban használt adszorbenseknek meg kell felelniük a megfelelő követelményeknek:

  • nagy adszorpciós képességgel rendelkeznek, amikor a szennyezőanyagokat kis mennyiségű gázkeverékben felveszik;
  • magas szelektivitással rendelkeznek;
  • nagy mechanikai szilárdsággal rendelkeznek;
  • képes helyreállni;
  • alacsony költsége van.

A fő ipari adszorbensek porózus testek, nagy mennyiségű mikropórusokkal. Az adszorbensek tulajdonságait az anyag jellege és a porózus belső szerkezet határozza meg.

Kezelési célok: a káros szennyeződések koncentrációjának minimális szinten tartása a gázban az optimális mennyiségű tisztított gáz és az eljárás minimális költsége mellett, feltéve, hogy az eljárásnak problémamentesnek, biztonságosnak és folyamatosnak kell lennie.

Az állítható paraméterek kiválasztása

A minőség nem szabályozható, mivel nincsenek automatizáló eszközök a gázban lévő szennyeződések koncentrációjának mérésére.

A technológiai folyamatot befolyásoló paraméterek:

  • földgázfogyasztás;
  • vízfogyasztás;
  • nitrogénfogyasztás;
  • a hűtőszekrényből kilépő földgáz hőmérséklete;
  • csillapítónyomás;
  • nyomás a kollektorokban.

A felügyelt paramétereket a következő szempontok alapján választják ki: minimális számuk mellett maximális információt kell adniuk a folyamat menetéről.

Először is minden szabályozható paraméter szabályozható: nyomás a csappantyúkban, a földgáz hőmérséklete a hűtőszekrény kimenetén, nyomás a kollektorokban, nyomáskülönbség az adszorberekben.

A paraméterek ellenőrzés alatt állnak, amelyek aktuális értékét ismerni kell a műszaki és gazdasági mutatók kiszámításához: víz, nitrogén, öblítőgáz, földgáz, a kompresszoros villanymotor hőmérséklete.

A jelzendő paraméterek kiválasztásakor elemezni kell a létesítmény tűz- és robbanásbiztonságát, és azonosítani kell azokat a paramétereket, amelyek vészhelyzethez vezethetnek a létesítményben.

A projekt technikai eszközeinek kiválasztásakor a következő elemek használata javasolt:

Hőelemek egységes Metran -280Ex kimeneti jellel szolgálnak hőmérséklet -érzékelőként. A Metran-150 Ex nyomásátalakítókat manométeres nyomásátalakítóként használják, amelyeket a túlnyomás folyamatos átalakítására egységes kimeneti áramjelvé alakítottak. Az áramlásméréshez Emerson Rosemount8800D Ex áramlásmérőt választottak. A MIM-250 működtetőket szabályozó hatás bevezetésére használják. A kompresszor elektromos hajtásaként egy HYUNDAI N700E-2200HF típusú frekvenciaváltót választottak. Az EP-Ex elektro-pneumatikus átalakítót egységes, egyenáramú egyenáramú jel egységes, arányos pneumatikus folyamatos jellé alakítására használják. A BIP-1 szikravédelem passzív gátja az EP-Ex elektro-pneumatikus átalakítók és a robbanásveszélyes zónában található EP-Ex elektro-pneumatikus pozicionálók áramkörének belső biztonságának biztosítására szolgál. Az érzékelők és a vezérlőmodulok táplálására a TDK-Lambda DLP180-24 24V DC / 7.5A tápegységét választották. A folyamat technológiai paramétereinek vezérléséhez és szabályozásához az OWEN programozható PLC160 logikai vezérlője van kiválasztva.

A folyamat teljesítménymutatóinak meghatározásakor arra a következtetésre jutottak, hogy a fő teljesítménymutató a kapott termék minősége a vezérlőobjektumból való kilépéskor. Az OWEN PLC 160 -at választották szabályozó vezérlőnek, amely biztosítja a hidrogén -cianid előállítási folyamatának meghatározott szabályozását.

A jelenlegi rendszerhez képest a vezérlőrendszer optimalizálásának fő problémáit alakították ki és oldották meg, például a vezérlő objektum matematikai modelljének összeállítását. Elemzésre került a menedzsment objektum megfigyelhetősége és irányíthatósága, elemzés az objektum kezelésének minőségéről. Elvégeztük a P–, PI–, PID - szabályozók hangolási együtthatóinak kiszámítását, a vezérlési folyamat modellezését. A számítások során kiderült, hogy a PID szabályozó rendelkezik a legjobb vezérlési minőségi mutatókkal.

Bibliográfia

  1. Shuvalov V.V., Ogadzhanov G.A., Golubyatnikov V.A. A termelési folyamatok automatizálása vegyipar... - M.: Kémia 1991.- S. 480.
  2. Kutepov A. M., Bondareva T. I., Berengerten M. G. Általános kémiai technológia. - M .: Felsőiskola, 1990 .-- 387 p.
  3. Automatizált vezérlőrendszerek az iparban: tankönyv. juttatás / M. A. Trushnikov [és mások]; VPI (ág) VolgSTU. - Volgograd: VolgGTU, 2010 .-- 97 p.
  4. A vegyipar és a gépipar tipikus technológiai folyamatainak automatizálásának alapjai: tankönyv. juttatás / MA Trushnikov [és mások]; VPI (ág) VolgSTU. - Volgograd: VolgGTU, 2012 .-- 107 p.
Cikk minősítése:
1 csillag2 csillag3 csillag4 csillag5 csillag(Még nincs értékelés)
Betöltés...
Ossza meg barátaival:
Hasonló kiadványok