Датчики та пристрої зв’язку з об’єктами керування

План

1. Електронні прилади. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі.

2. Пристрої введення-виведення інформації.

3. Системи технічного зору.

4. Пристрої зв’язку об’єкта з комп’ютером.

1. Електронні прилади. Аналого-цифрові та цифро-аналогові перетворювачі

1. Локальна система контролю, регулювання і управління (ЛСКР і У).

2. Централізовані СКР і У.

3. Автоматизовані системи управління технологічними процесами.

Для керування технологічним устаткуванням на виробництві широке застосування знайшли системи числового програмного керування (СЧПУ). Найбільший ефект дає використання устаткування, оснащеного системами ЧПУ в складі ГАВ (гнучким автоматизованим виробництвом).

У залежності від виду устаткування мікро-ЭВМ може використовують різні принципи числового програмного керування устаткуванням, найбільш розповсюдженими з яких є супервізирне і пряме числове управління що ми з вами розглянемо на цьому уроці.

У сфері промислового виробництва на даний момент практичний інтерес представляють системи управління трьох класів:

1.Локальна системи контролю регулювання і управління.

2.Централізована система контролю, регулювання і управління.

3.Автоматизована системи управління технологічними процесами.

1. Локальна система контролю, регулювання і управління (ЛСКР і У).

Використовуються при автоматизації технологічно-незалежних об’єктів з компактним розташуванням основного обладнання і нескладними цілями управління (стабілізація, програмне управління) при добре відпрацьованій технології і стаціонарних умовах експлуатації.

Локальні регулятори (ЛР) можуть бути аналоговими, цифровими, одно-і багатоканальними. Присутність людини-оператора (людина, що приймає рішення - ЛПР) в системі дозволяє використовувати цю структуру на об’єктах з невисоким рівнем механізації і недійсності технологічного обладнання, виконувати загальний контроль за ходом технологічного процесу і ручне управління (РУ). Структура ЛСКР і У відповідає класичній структурі систем управління має :

· датчики, призначені для вимірювання змінних (Д) на виході технологічного об’єкта управління;

· автоматичні регулятори,

· виконавчі пристрої (ВП), передають команди управління (в тому числі і від людини, що приймає рішення (ЛПР) в режимі ручного управління) на регулюючі органи ТОУ.

Рис. 1 - Типова структура Централізованої СКР і У

2. Централізовані СКР і У.

Автоматичні або автоматизовані ЦСКР і У призначені для збору і обробки даних про об’єкт управління і розробки на основі їх аналізу в відповідності з цілями системи управляючих впливів. Виникнення цього класу систем управління зв’язаного із збільшенням числа контролюючих і регулюючих параметрів.

Для Централізованої СКР і У характерні дистанційний контроль, регулювання і управління, що позволило територіально виділити спостереження і управління за технологічним процесом від технологічного об’єкта управління.

Наряду з цим змінився і склад функцій:

• крім функцій, які має Л С К Р і У (загальний контроль за ходом ТП, ручне управління), з’явились функції дистанційного управління (ДУ), логіко-командне управління (ЛКУ);

• в ЦСКР і У з’явились центральний пульт контролю і управління із засобами представлення вимірювальної інформації (від датчиків, вторинні перетворювачі і командна інформація від задаючих пристроїв, виконавчих пристроїв і механізмів) у вигляді мнемосхем, цифрових табло, приборів сигналізації, визивного контролю, реєстрації.

Спочатку в ЦСКР і У на центральному пульті управління сконцентрувались одноточечні вимірювальні і реєструючі прибори і одно канальні регулятори. На даний час для зменшення числа необхідного обладнання і зменшення експлуатаційних затрат в ЦСКР і У стали використовувати багатоканальні засоби контролю і регулювання. В багатоканальних системах контролю і управління деякі функціональні пристрої є спільними для всіх каналів системи і за допомогою комутаторів (перехід від одного режиму роботи до іншого режиму) розподілені канали підключаються до індивідуальних пристроїв каналу, утворюючи замкнутий контур управління.

Автоматизовані системи управління технологічними процесами

Розвиток економіко-математичних методів управління з широким використанням сучасної обчислювальної техніки позволило полегшити роботу оператора при управлінні складними технологічними об’єктами. В результаті з’явились людино-машинні системи управління технологічними процесами, в яких обробка інформації і формування оптимальних управлінь здійснюється людиною за допомогою управляючої обчислювальної машини. УОМ у цьому випадку є багатоканальним інформаційно-керуючим пристроєм в системі автоматизованого управління ТП.

В залежності від розподілення інформаційних та управляючих функцій між людиною і ЕОМ, між ЕОМ і засобами контролю і регулювання можливі різні приклади побудови АСУТП. Найбільш розповсюдженими в промисловій практиці знайшли три принципи побудови АСУТП:

• централізовані АСУТП;

• АСУТП з супервізирним управлінням;

• децентралізовані розподільчі АСУТП.

Система, ЕОМ якої безпосередньо виробляє оптимальні регулюючі впливи і за допомогою відповідних перетворювачів передає команди управління на виконавчі пристрої – така система називається система з прямим числовим управлінням.

Принцип дії системи з ПЧУ розглянемо на схемі.

Частина функцій регулювання і логіко-командного управління виконують засоби контролю, регулювання і управління (ЛР,ЛКУ),а другу частину їх виконують ЕОМ у режимі прямого числового управління.

Сигнали від джерела інформації – датчиків, вторинних перетворювачів, через розподілювач каналів, поступають на входи пристрою вводу і звідти в числовій формі вводяться в ЕОМ. Через другий пристрій вводу в ЕОМ поступають сигнали завдання із центрального пульта через комутатор каналів. В ЕОМ формуються керуючі впливи на регулюючі органи технологічного об’єкту управління (через виконавчі механізми і виконавчі пристрої), здійснюються оптимальні настройки для локального регулятора, виробляються дані і команди для відображення технологічної інформації, передаючи від ЕОМ через пристрій вводу і комутатор каналів.

В АСУТП з ПЧУ оператор повинен мати можливість змінювати установки, контролювати вибрані змінні, вимірювати параметри настройки і мати доступ до керуючої програми. Для забезпечення цих функцій необхідно мати модель (людина-машина) у вигляді пульта оператора і засобів відображення інформації.

Головний недолік системи з ПЧУ полягає в тому, що при відказі в роботі ЕОМ об’єкт втрачає керування. Не дивлячись на високу надійність всіх засобів системи, відкази можливі, і це обов’язково необхідно враховувати при побудові АСУТП з ПЧУ.