План-конспект_Лек_1

1. Дисциплина «Автоматизация типовых технологических процессов»

Тема лекции №1
«Общие сведения о локальных
системах автоматизации»
Лектор
Золотов А.Д.,
доцент кафедры «Автоматика и ИТ», к.т.н.

2.

Задача автоматизации состоит в осуществлении управления
технологическими процессами (ТП).
Под ТП понимают совокупность технологических операций,
проводимых над исходным сырьем, целью которого является
получение продукта, обладающего заданными свойствами ТП,
реализованного на соответствующем технологическом оборудовании
называется технологический объект управления (ТОУ).
Под ТОУ может быть представлен аппарат, агрегат или
установка, так и производство и предприятие. Внешние воздействия
нарушают работу ТОУ, поэтому для поддержания его нормального
функционирования ОТУ нужно управлять.

3.

Процесс управления предусматривает:
1.
2.
3.
4.
Сбор информации о текущем состоянии ОУ.
Определение оптимального режима функционирования объекта.
Вычисления управляющих воздействий.
Реализация оптимального управления.
Для каждой стадии автоматизации должны быть намечены главные
направления развития с учетом принятых общеизвестных тенденций,
совершенствование технологических средств автоматизации, как на
стадии проектирования, так и внедрение локальных средств
автоматизации.

4.

Целесообразность автоматизации определяется в первую очередь
экономическими соображениями, оцениваемые с учетом:
1. Однородность сырья, стабильность источников энергии и
материальных потоков.
2. Степень механизации рассматриваемого процесса.
3. Наличие технических характеристик приборов, позволяющих
осуществлять анализ качества сырья и изменения режимных параметров.
4. Технологические
возможности
осуществления
управления
воздействиями и установки исполнительных механизмов.
5. Потребность в вычислительной технике и логических программных
устройствах.
6. Ориентировочная стоимость.

5.

Автоматические
управления:
системы
осуществляют
следующие
1.Одноконтурное автоматическое регулирование.
2.Каскадное и программное регулирование.
3.Многосвязное автоматическое регулирование.
4.Логическое управление.
5.Оптимизированное управление установившихся режимов.
6.Оптимальное управление переходными режимами.
функции

6.

Основным инструментом для решения проблем производства
служат автоматизированные систему управления (АСУ).
АСУ – это человеко-машинная система, автоматический сбор и
обработку информации необходимой для оптимизации управления в
различных видах человеческой деятельности.
Процесс оптимизации предполагает выбор такого варианта
управления, при котором достигается минимальное или
максимальное значение некоторого критерия, характеризующего
качество управления.

7.

Существуют 3 вида АСУ:
1. АСУП – автоматизированная система управления предприятием.
Предназначена для решения основных задач управления производственнохозяйственной деятельностью промышленного предприятия в целом на
основе применения математических методов. К особенностям АСУП
относят:
1) В АСУП доминирующее значения имеют экономические показатели.
2) Определяющим
в
управлении
предприятием
является
не
технологические ограничения, а директивные указания в виде плана.
3) Наличие специфических законов управления, снабжением, сбытом,
финансовой деятельностью.
Основным критерием управления для АСУП является прибыль
предприятия за планируемый период.

8.

2. АСУ ТП – это система, реализуемая на базе высоко эффективной
вычислительной и управленческой технике, которая обеспечивает
автоматизированное управление технологическим комплексом с
использованием централизованной обработанной информации, по
заданным технологическим и технико-экономическим показателям,
определяющим качественные и количественные результаты выработки
продукта, и подготавливает информацию для решения организационноэкономических задач. АСУ ТП вырабатывает управляющее воздействие
в том же темпе, что и работает технологическое оборудование, работает
в режиме «реального времени».

9.

3. Локальные системы автоматизации.
Здесь задача сводится к стабилизации необходимых режимов,
процессов, протекающих в отдельных аппаратах путем поддержания
заданных значений характерных технологических величин (t, P,…).
Одновременно совершается сигнализация о нарушения заданного
режима, защита и блокировка оборудования, его пуск и останов, а
также дистанционное управление процессом. Функциональные
блокировки и сигналы осуществляются простыми устройствами,
функции стабилизации режимов выполняют регуляторы.

10.

Автоматическим регулятором называется устройство, с помощью
которого в локальных АСР обеспечивается автоматическое
поддержание технологического параметра на заданном уровне или
изменяется по заданной программе. В зависимости от вида регулятора
структурная схема имеет вид:
1. При непрерывном законе регулирования (рис. 1)
Рис. 1
Где ε – сигнал рассогласования;
R – регулятор цепи обратной связи.

11.

2. При релейном управлении.
Рис. 2

12.

Классификация АСР
1 По принципу регулирования АСР делятся:
АСР действующие по отклонению (рис. 1);
АСР действующие по возмущению (рис. 3 а);
Комбинированные АСР (рис. 3 б).
А)
Б)
Рис. 3

13.

2. По числу регулируемых величин:
Одномерные – это системы, имеющие по одной регулируемой
величины.
Многомерные делятся на системы несвязного регулирования и
системы связного регулирования.
Системы несвязного регулирования используются когда взаимное
влияние регулируемых величин мало или отсутствует. В системах
связанного регулирования регуляторы различных величин одного
технологического объекта связаны между собой внешними связями с
целью ослабления взаимного влияния регулируемых величин.

14.

3. По числу контуров: одноконтурные и многоконтурные.
4. По назначению:
Системы автоматизированной оптимизации
Системы программного управления
Следящие системы – это когда заданное значение
регулируемой величины за ранее не известно, а является
функцией внешней независимой технологической величины.

15.

5. По характеру регулируемых воздействий:
Непрерывные – непрерывное изменение входной величины
соответствует непрерывному изменению параметра на выходе
каждого звена.
Релейные (позиционные) – выходная величина минимальна
(максимальна).
Импульсное – это АСР, имеющая в своем составе звено,
которое преобразует непрерывную входную величину в
последовательность импульсов с определенным периодом
чередования. Период импульсов задается принудительно.