Lek1 3

Лекционный курс по дисциплине СУХТП

Список литературы.
Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М.: Химия, 1985 (19 ).
Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М.: Химия, 1988.
Камразе А.Н., Фитерман М.Я. Контрольно-измерительные приборы и автоматика. Л.: Химия, 1988.
Промышленные приборы и средства автоматизации / Справочник под ред. Черенкова В.В. Л.: Машиностроение, 1987.
Аналоговые и цифровые регуляторы и исполнительные механизмы в системах автоматизации технологических процессов: Метод. Указания / Под ред.: Харазова В.Г. ЛТИ им. Ленсовета. – Л., 1992. – 60 с.
Проектирование систем автоматизации химических производств. Структурные схемы и схемы автоматизации: Метод. Указания / Под ред.: Беляева Д.В. ЛТИ им. Ленсовета. – Л., 1989. – 44 с.
Приборы и средства автоматизации технологических процессов: Метод. Указания / Под ред.: Харазова В.Г. ЛТИ им. Ленсовета. – Л., 1990. – 56 с.

Список дополнительной литературы.
Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. М.: Высшая школа, 1989.
Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1983.
Бессекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1966.
Стефани Е.П. Основы проектирования АСУТП. М.: Энергия, 1982.
Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/ А.С. Клюев, Б.В.Глазов, А.Х.Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А. С. Клюева. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 464 с.


















Лекция № 1

Основные определения и понятия
Необходимость введения систем автоматизации и управления объясняется необходимостью интенсификации процессов с одной стороны и максимального улучшения экологической обстановки, сокращения загрязнения окружающей среды промышленными отходами, вредными выбросами с другой. Предъявляются все возрастающие требования к качеству управления технологическими процессами, повышению надежности информации, прогнозированию аварийных ситуаций , диагностике состояния процесса и оборудования.
Управление производством на сегодняшний момент подразумевает управление разными процессами, а именно:
технологическими процесса (ТП), т.е. процессами переработки сырья и полуфабрикатов с целью изменения и физических и химических свойств для получения готовой продукции;
производственными процессами, т.е. процессами переработки различных материалов с целью создания инженерных сооружений;
энергетическими процессами, т.е. процессами целью которых является выработка, преобразование и передача различных видов энергии;
транспортными процессами, т.е. процессами результатом которых является перемещение в пространстве грузов и пассажиров;
процессами обработки и передачи информации, т.е. процессами, связанными с обработкой множества физических факторов, сочетание которых служат условными символами, соответствующими определенным понятиям и идеям.
Для того, чтобы эти процессы протекали наилучшим образом, обеспечивая правильное функционирование всего производства, ими необходимо управлять. Большой опят накопленный в управлении показывает, что несмотря на существенное различие многообразных процессов техника управления ими основывается на ряде правил и законов, общих для многих из этих процессов.
«Вследствие того, что наш ВУЗ непосредственно связан с химической отраслью промышленности, то в дальнейшем все примеры будут демонстрироваться на базе технологических процессов».
Классификация ТП может быть различной, например, по целям, по физической природе, по конструктивному оформлению, по способу управления ими и т.д.
Большинство наших примеров требует классификации по физической природе.
По физической природе

Класс
Тип

Гидромеханические
Перемещение жидкостей и газов, Разделение неоднородных систем, Перемешивание, Очистка газов

Тепловые
Нагревание, Охлаждение, Выпаривание, Кристаллизация, Искусственное охлаждение

Массообменные
Ректификация, Абсорбция, Адсорбция, Сушка, Экстракция

Механические
Измельчение, Дозирование, Сортировка, Перемещение.

Химические
Окисление, Восстановление, Синтез, Разложение солей, Образование гидроксидов, Нейтрализация, Дегидратация, Электролиз


Протекание ТП характеризуется совокупностью физических величин – показателей процесса (технологическими параметрами). В химической технологии такими параметрами являются расход материальных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества.
Совокупность технологических параметров, полностью характеризующих данный ТП, называется технологическим режимом.
Выполнение требований, предъявляемых к ТП (получение продукта заданного качества и в заданном количестве с минимальным расходом сырья и энергии), возможно лишь при целенаправленном воздействии на его технологический режим.
Совокупность операций, необходимых для пуска, остановки процесса, а также для поддержания или изменения в требуемом направлении величин, характеризующих процесс, называется управлением. Частным случаем управления является регулирование – операция управления, которая относится к поддержанию или изменению показателей процесса.
Пример.
Необходимо заполнить бак водой до заданного уровня с получением воды заданной температуры, изменяя расход горячей и холодной воды.
Вариант 1.
Задание достигается чередованием шагов: сначала наполнить бак до половины холодной водой, затем добавить горячей до получения заданной температур, затем опять добавить холодной и т.д.
Вариант 2.
Операции выполняются параллельно: одновременно включаются и горячая и холодная вода, и отслеживают изменение температуры, регулируя ее подачей горячей воды и изменение уровня, регулируя ее подачей холодной воды.
Здесь вариант 1 – регулирование, а вариант 2 – управление.

В основном непосредственно с объектом связано регулирование, а управление появляется уже на более высокой иерархии.
ТП вместе с технологическим оборудованием (промышленной установкой, в которой регулируются технологические параметры) называется объектом управления.
Технологические параметры, подлежащие в ходе ТП регулированию, называются регулируемыми параметрами. Регулирование может состоять в поддержании регулируемого параметра на заданном значении (стабилизация), в изменении этого параметра по заранее известному закону (программное регулирование), в изменении регулируемого параметра в соответствии с изменением другой величины, характер изменения которой неизвестен (следящие системы).
Устройство, которое сравнивает текущее значение регулируе6мой величины с требуемым значением и в случае появления сигнала рассогласования между ними вырабатывает сигнал, который по определенному закону воздействует на ТП называется регулятором.
Чтобы можно было осуществить регулирование, объект должен иметь регулирующий орган (например, регулирующий клапан) изменяя положение или состояние которого, можно изменить показатели процесса. Технологические параметры, изменяемые посредством регулирующих органов, называется регулирующими параметрами.
Объект регулирования (управления) и устройства, необходимые для осуществления процесса управления, называются системой регулирования (управления).
Операции управления могут осуществляться:
непосредственно человеком – ручное управление (ручные вентили);
из операторского помещения – дистанционное управление (пульт управления);
автоматическими регуляторами – автоматическое управление.
Далее разговор пойдет о системах управления, использующих автоматические регуляторы. При этом различают:
Автоматизированную СУ – разновидность СУ, включающую в себя технические средства, которые обеспечивают сбор, обработку и вывод информации о процессе, а также частичное принятие решений по управлению процессом и их реализацию. Человек (оператор) в такой системе выполняет функцию управления и обслуживания.
Автоматическую СУ – разновидность СУ, включающей средства, которые обеспечивают автоматический сбор и обработку информации, принятие решений и реализацию принятого решения по управлению процессом. Человек в таких системах выполняет функцию контроля и обслуживания систем.
Исходя из этих различий, отличаются и области применения СУ.
Автоматизированная СУ
Автоматическая СУ

Если часть первичной информации не может быть получена и введена в систему автоматически;
Если автоматическое управление с помощью технических средств невозможно;
Если автоматическое управление требует неоправданно больших затрат.
при управлении непрерывными технологическими процессами, однако при внедрении таких систем на первом этапе они эксплуатируются как автоматизированные СУ.

Основное внимание мы будем уделять системам регулирования.
Операции управления могут быть выполнены двояким образом:
- без контроля результата (по разомкнутому циклу);
- с контролем результата (по замкнутому циклу).
Таким образом, системы регулирования можно подразделять на разомкнутые и замкнутые.
Рассмотрим общие структуры этих систем.
Разомкнутая система автоматического регулирования

Это простейшая система управления. Характерным для нее является то, что процесс работы системы не зависит непосредственно от результата ее воздействия на объект регулирования.



Замкнутая система автоматического регулирования

В замкнутой системе имеется полная взаимосвязь работы всех звеньев друг от друга. Протекание всех процессов в замкнутой системе коренным образом отличается от процессов в разомкнутой системе.
Различные свойства замкнутоых систем делают их незаменимыми во многих случаях, когда требуется точность и быстродействие для управления, измерения и для производства математических вычислений.

Блок-схема замкнутой системы автоматического регулирвоания (САР)
Y(t) – регулируемый технологический параметр;
X(t) – регулирующий технологический параметр;
YЗД(t) – задающее воздействие, вводимое в систему и определяющее необходимый закон изменения регулируемой величины;
F(t) – возмущающее воздействие, т.е. воздействие, которое нарушает заданный закон изменения регулируемой величины.
Возмущающее воздействие делится на внешнее и внутреннее.
Внешнее. Проникает в объект из вне вследствие изменения входных параметров, т.е. материальных и энергетических потоков на входе в объект, и некоторых выходных, т.е. материальных и энергетических потоков на выходе объекта (состав продукта, количество отходов), а также параметры окружающей среды.
Внутреннее. Находятся в самом объекте управления (например, при перераспределении насадок в колоннах насадочного типа, загрязнении и коррозии внутренних поверхностей аппарата).
В зависимости от цели регулирования замкнутые САР делятся на 3 группы:
Системы автоматической стабилизации – системы предназначенные для автоматического поддержания с заданной точностью наперед заданного значения технологических параметров.
Системы программного автоматического регулирования – системы, предназначенные для автоматического изменения с заданной точностью какого-либо технологического параметра по предварительно заданному закону.
Следящие системы - системы, предназначенные для автоматического воспроизведения с заданной точностью какого-либо технологического параметра, меняющегося по произвольному заранее неизвестному закону.
В качестве примера приведем систему автоматического управления самолетом (автопилот). Управление – более общий термин, чем регулирование, стабилизация, слежение. Система автоматического управления может решать любую из этих задач, но может решать также и совокупность такого рода задач и иметь различные дополнительные функции.
Если с помощью автопилота надо поддерживать неизменный курс или надо разворачивать самолет по заданной программе, то данная система управления будет работать по общей схеме САР- либо в режиме стабилизации постоянной величины, либо в режиме программного регулирования. Если же самолет надо наводить на какую-либо цель, причем заданное направление определяется визуализирующим цель устройством, например, радиолокационными, то данная система будет работать, как следящая система.
Таким образом, эти системы отличаются друг от друга только законом изменения задающего воздействия и конструктивным оформлением.
Каждая САР состоит из целого ряда блоков, различно соединяющихся между собой.

В данном курсе основное внимание уделяется вопросам разработки и исследования автоматических систем. Но сначала необходимо познакомится с тем, какое они занимают место в общей иерархии управления предприятием.



















Лекция № 2-3

Иерархия управления промышленным предприятиям

Иерархический принцип управления заключается в многоступенчатой организации процесса управления, где каждая ступень управления имеет свои объекты и цели управления.
Обычно целью управления является достижение заданных технико-экономических показателей процесса. Технологический режим, при котором достигаются заданные показатели, называется оптимальным. Технологический режим изменяется под действием случайных возмущений и поэтому может существенно отклоняться от оптимального.
Таким образом, управление технологическим процессом можно организовать в виде 2-х ступеней. На верхней ступени цель управления заключается в отыскании оптимального режима работы. Объектом управления при этом является весь технологический процесс вместе с оборудованием.
Тогда цель управления на нижней ступени – это обеспечение минимальных отклонений технологических параметров от их оптимальных значений. Эта цель достигается относительно легко и заключается в стабилизации технологических параметров.
При управлении всем предприятием возникают такие цели и задачи, которые нельзя отнести к отдельным технологическим процессам. Это задачи оперативного управления цехами, организации производства, планирование запасов, сырья, готовой продукции и т.д. Поэтому процесс управления предприятием должен включать еще один уровень, где решаются указанные задачи (высший уровень иерархии).
Таким образом, при управлении химическим предприятием применяется 2-х и 3-х уровневая иерархии управления. 3-х уровневая иерархия применяется тогда, когда производственная структура предприятия включает в себя несколько производств.

Структурная схема управления предприятием с использованием 3-х уровневой иерархии управления

Уровень
Описание

1
АСУП (управление предприятием)
Подсистема оперативного управления предприятием

2
АСУПр1 (производством)
Подсистема оперативного управления производством 1
АСУПр2 (производством)
Подсистема оперативного управления производством 2

3
АСУТП 1-1
АСУТП 1-2
АСУТП 2-1
АСУТП 2-2


ТОУ1-1
ТОУ1-2
ТОУ2-1
ТОУ2-2

При 2-х уровневой иерархии на верхнем уровне в составе АСУ предприятия имеется подсистема оперативного управления производством, которая формирует показатели оперативного управления системой нижнего уровня.

АСУП (предприятия)
Верхний уровень – автоматизация на уровне предприятия.
АСУП – человеко-машинная система, объединяющая административно-управленческий персонал предприятия, вычислительную и организационную технику.
Объектом управления здесь является все предприятие:
технологические производства вместе с оборудованием и АСУ предыдущих уровней;
вспомогательные службы (снабжение, сбыт, ремонтные, конструкторские и т.п.), обеспечивающие основное производство;
транспортное хозяйство;
цеха КИП, энергоснабжение, теплоснабжение;
центральные заводские лаборатории.
Все вместе – это единая производственная система, которая имеет входы и выходы, как объект управления. Входы – сырье, материалы, энергетические ресурсы. Выходы – конечный продукт.
Особенности предприятия, как объекта управления:
число задач управления может составлять до нескольких сотен;
предприятие все время подвергается внутренним и внешним возмущениям (внутренние возмущения – поломка оборудования или изменение его характеристик, несвоевременная поставка полуфабрикатов, производственные травмы; внешние возмущения – нарушение взаимосвязи с поставщиками сырья и материалов, несвоевременное обеспечение транспортом, нестабильность характеристик сырья внутри одной партии, стихийные бедствия).
Цель деятельности предприятия – максимальный выпуск товарной продукции, требуемого качества при минимальных затратах на ее производство. Для этого осуществляется сбор, передача и обработка производственно-экономической и социальной информации с целью подготовки и принятия управленческих решений.
Задачи, решаемые на данном уровне – планирование производства отдельных цехов и участков, управление транспортом, складами, энергоресурсами, а также показателями оперативного управления системами среднего уровня. В управлении принимает участие административно-управленческий персонал, таким образом, данная система относится к автоматизированным системам. В административно-управленческий персонал входят:
руководитель предприятия;
ИТР;
служащие;
заводо- и цехоуправление.

АСУПр (производства)
Средний уровень – автоматизация на уровне производства. Объектом управления на этом уровне являются совокупности технологических процессов вместе с технологическим оборудованием и АСУТП.
Целью управления на данном уровне иерархии является согласование работы отдельных агрегатов между собой с учетом
внешних (переход с марки на марку, изменение расходов входных и выходных потоков, подача электроэнергии, оборотной воды, пневмотранспорт и т.п.) и
внутренних (поломка оборудования, выход из строя средств автоматизации, изменение расхода готовой продукции) для производства возмущений.
Задачи, решаемые на этом уровне:
контроль и управление статическими режимами технологических процессов и производств (сбор и обработка информации о технологическом процессе, определение оптимальных режимов);
оперативное управление (расчет оптимального распределения материальных потоков между цехами и агрегатами, устранение нештатных ситуаций, передача команд на нижний уровень);
технико-экономическое планирование производства (определение плановых показателей на продолжительном отрезке времени).
Указанные функции управления относительно сложны и не могут быть целиком возложены на автоматические устройства. Поэтому на данном уровне в управлении участвует оператор и система снова подпадает под определение автоматизированных систем.

АСУТП
Нижний уровень управления – автоматизированная система управления технологическим процессом.
Цель управления – выработка и реализация управленческих решений на технологический объект управления (ТОУ).
Непосредственно с технологическим процессом связаны локальные системы регулирования, функции которых сводятся к стабилизации отдельных технологических параметров. Этот уровень оснащен автоматическими системами регулирования, имеющими периферийные органы управления, через которые реализуются решения, принимаемые в процессе управления на более высоких иерархических уровнях.
За последние 10-15 лет сформировался новый класс управления – микропроцессорные системы. Основные тенденции в развитии АСУТП.
Создание функционально замкнутых анализаторов качества (хроматографов, спектрометров и т.п.).
Типизация всех выходных сигналов датчиков.
Появление интеллектуальных терминалов, осуществляющих полную обработку сигнала, диагностику и др. функции.
Создание операторских станций на базе цветных графических дисплеев с клавиатурой взамен традиционных щитов управления.
Операторские станции осуществляют сбор и обработку информации, управление и связь с верхним уровнем через клавиатуру.
Изменениям подверглись все аппаратные средства, появились многоканальные микропроцессоры, контроллеры. На базе микропроцессоров формируются рабочие станции, т.е. в едином конструктиве персональный компьютер и устройства связи с ТОУ.
Использование средств искусственного интеллекта дает возможность выполнять диагностику не только комплекса технических средств (КТС), но и самого ТОУ. При этом оператору выдаются рекомендации к действиям в той или иной ситуации. Система диагностики сама сопоставляет текущую причину с возможными причинами ее породившими.
Функции АСУТП
Требования, предъявляемые к АСУТП – надежность, точность, быстродействие, экономичность. Функции, выполняемые АСУТП можно представить в виде схемы.
Функции АСУТП

1. Информационная
2. Управление
3. Вспомогательные

сбор, обработка и хранение информации о состоянии ТОУ.
оперативное вычисление критерия качества;
нахождение оптимальных управлений;
стабилизация, программное и логическое управление.
решение общесистемных задач;
подготовка и выдача информации о состоянии ТОУ для верхнего уровня.

Основные задачи оптимизации управления – достижение критерия управления, которые делятся на технологические (минимум дисперсии, максимум значения какого-либо параметра) и экономические (максимум прибыли и производительности).

Классификация АСУТП
Рассмотрим наиболее характерные и часто встречающиеся классификации.
По режиму работы.

АСУТП без вычислительного комплекса (ВК)
Для отдельных объектов АСУТП включает системы автоматического регулирования (стабилизации, программного управления, ситуационного управления), системы сигнализации, блокировки и аварийной защиты. Такие системы имеют центральный пульт оператора и позволяют осуществлять постоянный контроль протекания ТП.

АСУТП с ВК в режиме сбора и обработки информации

Х и Y – переменные состояния и управление
ПП – первичный преобразователь
НорП – нормирующий преобразовать
УСО – устройство связи с объектом
ВК – вычислительный комплекс
УОИ – устройство отображение информации
ЛПР – лицо принимающее решение
ПО – пульт оператора
ЛУ и САР – логическое управление и система автоматического регулирования
ИМ – исполнительный механизм

АСУТП с ВК в режиме советчика оператора
Схема аналогичная предыдущей с отличиями в функциях ВК. В ВК закладывается модель процесса и через определенные промежутки времени происходит сбор и обработка информации. Период квантования зависит от инерционных свойств объекта (5-15 минут). Эти данные сравниваются с данными модели и в соответствии с алгоритмами управления рассчитываются управляющие воздействия, которые выдаются оператору на дисплее. Окончательное решение принимает оператор.
Достоинства – возможность подстройки модели и освобождение оператора от оценки представляемой информации.

АСУТП с ВК, выполняющим функции центрального управляющего устройства (супервизорное управление)
В рассматриваемых системах предполагалось наличие аппаратных регуляторов (типовых, например, ПИД-регуляторов заданных аппаратно). В этом режиме задание на регуляторов рассчитывает ВК. Таким образом, получается, что контур управления замыкается через ВК. Оператор освобождается от функций управления, непрерывно наблюдает за процессом и может вносить коррективы.
Достоинства: управления процессом происходит вблизи оптимальной точки, исключая субъективное воздействие на процесс от разных операторов.

АСУТП с ВК в режиме непосредственного цифрового управления
Основное отличие - в системе отсутствуют аппаратные регуляторы, т.к. их функции возложены на ВК.
Достоинства: функции могут быть резко и значительно расширены, а именно помимо простых (типовых П, ПИ, ПИД) могут быть реализованы алгоритмы адаптивного стохастического управления и т.д., которые не реализуются аппаратными средствами автоматизации.
В этом режиме ВК рассчитывает не задание регулятору, а непосредственно вырабатывает управляющее воздействие.
По характеру управляемого процесса:
АСУТП, управляющая непрерывным процессом;
АСУТП, управляющая дискретно-непрерывным процессом;
АСУТП, управляющая дискретным процессом.

По информационной мощности:
Малой мощности – системы, содержащие от 10 до 40 контролируемых переменных;
Пониженной мощности – от 41 до 160 переменных;
Средней мощности – от 161 до 650 переменных;
Повышенной мощности – от 6581 до 2500 переменных;
Большой мощности – от 2500 переменных.

Компоненты АСУТП
Структура взаимосвязи всех видов обеспечения

Оперативный персонал (слесари КИП, технологи, операторы, электрики) – обслуживает систему в режиме нормального функционирования.
Организационное обеспечение – совокупность документов, определяющих порядок и правила функционирования оперативного персонала (технологическая инструкция и регламенты ведения процесса, инструкции по эксплуатации, описание АСУТП, правила поведения персонала, как в нормальном, так и в предаварийных ситуациях).
Информационное обеспечение – массивы данных входной и выходной информации (правила обмена информацией и классификация научно-технической информации, справочная и оперативная информация). Информационное обеспечение в целом должно обеспечивать полноту, непротиворечивость, отсутствие избыточности и дублирование информации.
Техническое обеспечение – комплекс технических средств (КТС) необходимых для функционирования АСУТП и техническая структура АСУТП.
Состав КТС:
источники информации;
преобразователи информации;
средства локального регулирования;
управляющий вычислительный комплекс;
средства отображения информации;
исполнительное устройство;
средства передачи информации в другие АСУ.
Основные типы технических структур АСУТП
1. Централизованные структуры
2. Распределенные структуры

Системы, в которых вся информация поступает в единый центр, все технические средства за исключением источников информации и исполнительных устройств находится на операторском пульте
Ряд автономных локальных подсистем, объединенных в единую систему сетью передачи данных и программным обеспечением

«+» удобство обслуживания;
«-» сложность в технической реализации центрального звена для сложных систем АСУТП;
«-» ошибки центрального звена резко влияют на работу всей системы
«+» повышение надежности по сравнению с первой, т.к. есть возможность резервирования подсистем через сеть;
«+» большая гибкость при создании и модернизации систем;
«+» возможность наращивания систем.

Применение целесообразно для компактных АТК с умеренным требованием к надежности
Применение целесообразно для территориально распределенных по технологическому участку объектов

Программное обеспечение (ПО) – совокупность программ и эксплуатационной программной документации, обеспечивающих реализацию функций АСУТП и функционирование КТС.
Общее ПО
Специальное ПО

Поставляется со средствами вычислительной техники: операционная система, СУБД, служебные и транслирующие программы, программы отладки, библиотеки стандартных программ
Разрабатывается:
на базе и с использованием общего ПО;
на языке высокого уровня, для которого в общем ПО предусматривается транслятор на машинном языке (характерны – режим реального времени и мультипрограммный режим);
на базе математического обеспечения (для хим. предприятий сложность создания адекватной мат. модели).

Служит для организации функционирования КТС, т.е. для реализации вспомогательных функций
Совокупность специально разработанных программ, реализующих информационные и управляющие функции конкретной АСУТП

Математическое обеспечение – совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для решения задачи обработки информации и управления данным ТОУ. Реализуется в специальном программном обеспечении. Включают алгоритмы сбора, обработки и представления информации, алгоритмы управления и математические модели соответствующих ТОУ, алгоритмы локальной автоматизации.
Метрологическое обеспечение – совокупность работ, проектных решений, технических и программных средств, а также организационных мероприятий, направленных на обеспечение заданной точности измерения. Применяется на всех стадиях создания и функционирования АСУТП:
Этап создания
Этап эксплуатации

Осуществление выбора соответствующих технических средств, их резервирование для обеспечения единства измерений и их точности при заданных условиях эксплуатации
Анализ состояния информационных измерительных средств

Программными решениями обеспечивается фильтрация измеренных данных и сбор достоверных знаний.
Метрологическая аттестация заданных средств измерения

Определение вида и порядка метрологической аттестации информационных измерительных систем
Разработка мероприятий по повышению уровня и совершенствованию средств измерения и контроля.

Лингвистическое обеспечение – совокупность языковых средств для общения оператора с ЭВМ, в частности для описания работы с данными.

Локальные системы автоматизации технологических процессов (ЛСАТП)
ЛСА – системы нижней ступени автоматизации. ЛСА характеризуются:
показателем эффективности ведения процесса;
целью управления процессом которая формируется как обеспечение показателя эффективности на заданном (оптимальном) уровне.
Основные функции ЛСА:
Информационная функция – сбор. Преобразование и хранение информации, обнаружение отклонения технологических параметров от регламентного значения.
Управляющая функция – реализация автоматического регулирующего воздействия, осуществление автоматической блокировки, защиты и реализации ручного управляющего воздействия.
Типовая функциональная структура ЛСА


Сбор и преобразование информации.
Подсистема контроля параметров обеспечивает контроль и обнаружение отклонений технологических параметров. Контролируемые параметры должны представлять наиболее полную информацию о процессе, необходимую для обеспечения пуска, наладки системы, а также оперативного управления ею.
Контролю подлежат:
регулируемые выходные параметры;
стабилизируемые возмущения входных потоков;
контролируемые возмущения;
параметры, необходимые для расчета технико-экономических показателей.
Регулирование параметров включает формирование и реализацию управляющих воздействий. Регулируемые параметры должны обеспечивать проведение процесса в установившемся режиме с заданным значением показателя эффективности.
Регулированию подлежат:
показатель эффективности процесса или параметр косвенно его характеризующий;
выходные параметры, свидетельствующие о нарушении материального и теплового баланса в процессе;
стабилизируемые возмущающие воздействия.
Подсистема сигнализации разрабатывается на основании анализа объекта в отношении его взрыво- и пожароопасности, токсичности и агрессивности перерабатываемых веществ. Система сигнализации должна оповещать обслуживающий персонал о нарушении технологического регламента, который может привести к браку или аварии.
Сигнализации подлежат:
отклонения наиболее важных режимных параметров и показателя эффективности от регламентных значений;
параметры, изменение которых ведет к браку или аварии, прекращению подачи материальных и тепловых потоков;
параметры, указывающие на отключение оборудования, не предусмотренные технологическим регламентом.
Подсистема защиты предназначена для формирования и реализации воздействий защиты и блокировки. Она должна обеспечивать реализацию мероприятий, предотвращающих аварии по сигналам, свидетельствующим о возникновении предаварийной ситуации.
Обеспечение ЛСА
Оперативный персонал – технологи, операторы и эксплуатационный персонал, обслуживающий ЛСА.
Организационное обеспечение:
описание структуры системы;
инструкции и регламенты для административного персонала.
Метрологическое обеспечение (аналогично, как для АСУ ТП).
Техническое обеспечение.
КТС. Состав КТС для ЛСА:
Источники информации;
Преобразователи;
Средства отображения информации;
Средства локального регулирования;
Средства блокировки и защиты;
Исполнительные устройства.
Подбор КТС связан с выбором энергетической ветви ГСП (Государственная система приборов и средств автоматизации) и выбора промышленной сети системы КТС.
Техническая структура. Способы организации технической структуры:
на базе технических средств ГСП в виде отдельных устройств;
на базе агрегатированных комплексов технических средств ГСП;
на базе измерительных устройств ГСП и регулирующих локальных микропроцессорных систем.
Лекции №1-3

13PAGE 15


13PAGE 141515



горячая

холодная

LЗД

ТЗД

Источник воздействия

Промежу-точные устройства

Объект управления

Контрольные приборы

Промежу-точные устройства

Изменение человеком какого-либо внешнего условия

Преобразователи, исполнительные механизмы, регулирующие органы

Датчики, первичные измерительные преобразователи

Показывающие и регистрирующие приборы

Устройство предварительной обработки информации

Усилительно-преобразовательное устройство

Устройство формирования команд (регулятор)

Задающее или программное устройство

Контрольные приборы

Измерительное устройство

Возмущающее воздействие

Объект управления

Исполнительное устройство

+

-

Внешнее возмущающее воздействие

Объект регулирования

Регулирующее устройство

Внешнее задающее воздействие

Регулируемая величина

Регулирующее воздействие

Y(t)

X(t)

F(t)

YЗД(t)

ТОУ

Х

Y

ПП

НорП

УСО

ВК(МПК)

УОИ

АСУПр

ИМ

ЛУ

САР

ПО

ЛПР

ЛПР

ПО

САР

ЛУ

ИМ

АСУПр

УОИ

ВК(МПК)

УСО

НорП

ПП

Y

Х

ТОУ

УСО

УСО

ЛПР

ПО

САР

ЛУ

ИМ

АСУПр

УОИ

ВК(МПК)

УСО

НорП

ПП

Y

Х

ТОУ

Организационное обеспечение

Оперативный персонал

Информационное обеспечение

Входная
информация

Выходная
информация

Техническое
обеспечение

Метрологическое обеспечение

ЭВМ

Математическое обеспечение

Программное обеспечение

Лингвистическое обеспечение

ТОУ

Сбор и преобразование информации
Подсистема контроля параметров
Регулирование параметров
Подсистема сигнализации
Подсистема защиты


ОПЕРАТОР



















Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 6 Заголовок 7 Заголовок 815

Приложенные файлы

  • doc 18814123
    Размер файла: 205 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий