ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 265
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
1 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
2 ОБЪЁМ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Проектирование подсистемы автоматического регулирования
Определение математической модели неизменяемых элементов
Выбор стандартного регулятора и расчёт параметров его
Проверка показателей качества регулирования при выбранных параметрах настройки
Проектирование программно-логической подсистемы управления дискретным технологическим процессом
Разработка и анализ алгоритма управления
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Оформление графической части курсовой работы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
элементами (резисторами, конденсаторами). В настоящее время аппаратные регуляторы весьма ограниченно применяются в современном производстве. Практически повсеместно их вытеснили микропроцессорные регуляторы.
Разработку и внедрение автоматических регуляторов с программной реализацией типовых законов регулирования предопределило повышение требований к функциональным возможностям, гибкости, надёжности и другим характеристикам регуляторов. Основой этой группы регуляторов является микропроцессорная техника.
По степени универсальности микропроцессорные регуляторы делятся на два типа: специализированные - регуляторы одной регулируемой величины (температуры, давления, расхода и т.д.) и универсальные регуляторы с унифицированными входными и выходными сигналами. Специализированные микропроцессорные регуляторы часто называют измерителями-регуляторами (изредка – микроконтроллерами). Программно реализованные алгоритмы аналогового регулирования у данных регуляторов несложные и обычно не подлежат изменению. Универсальные микропроцессорные регуляторы представляют собой микропроцессорные программируемые контроллеры. Системы программирования регуляторов данного позволяют реализовывать алгоритмы регулирования практически любой сложности.
На рынке средств автоматизации предлагается большое число специализированных микропроцессорных регуляторов, отличающихся типом регулируемой величины, количеством управляемых каналов, другими функциональными возможностями, стоимостью и т.д. Например, измерители- регуляторы серии ТРМ компании ОВЕН [58], измерители-регуляторы серии
ИРТ производства НПП «Элемер», регуляторы серии МЕТАКОН производства НПФ «КонтрАвт» и многие др . [54, 55, 57, 68, 69, 71].
Большинство специализированных регуляторов имеют каналы интерфейсной связи с другими микроконтроллерами и персональным компьютером. Таким образом можно создавать локальные управляющие сети из микроконтроллеров и, реализуя принципы распределенного управления, управлять достаточно сложными технологическими объектами. Для сетей из микроконтроллеров разработано программное обеспечение (SCADA-системы), позволяющее на мониторе персонального компьютера визуализировать технологический процесс, оперативно контролировать и управлять его выполнением [52-54].
Наиболее перспективным направлением программной реализации алгоритмов управления являются микропроцессорные программируемые контроллеры.
Развитие данных устройств управления идет по двум направлениям: первое – PLC (Programmable Logic Controller) – программируемые логические контроллеры (часто называют гибко или свободно программируемые контроллеры) и PC-контроллеры (IBM РС совместимые контроллеры).
Наиболее популярны в нашей стране PLC таких зарубежных производителей, как Siemens [66, 67, 71], Omron [68, 69], Festo [74], Allen-
Bradly, Modicon, Schneider Electric, Mitsubishi Electric и др. [59, 39], а также отечественные модели, такие как серия ОВЕН ПЛК [58], Ремиконт Р-130ISa [61], КРОСС-500, ТЕКОН, КОНТАР, ПРОТАР, Эмикон и др.
Например, популярен среди разработчиков систем управления отечественный микропроцессорный регулирующий контроллер серии Ремиконт Р-130ISa, а
также близкий по архитектуре контроллер КРОСС-500. Современные программируемые контроллеры обеспечивают автоматическую адаптацию к параметрам объекта управления. При их использовании в САР можно достаточно грубо описать управляемый процесс, задав приближённо его параметры. Точные параметры регуляторов настраиваются автоматически после стыковки контроллера с объектом управления. Контроллеры серии Ремиконт Р-130ISa могут работать как на нижнем уровне распределённой АСУТП, взаимодействуя со средствами верхнего уровня по промышленным сетям Ethernet и Modbus канал, так и в качестве автономного устройства.
В связи с бурным ростом РС совместимых компьютеров (управляющих микроЭВМ) последние все чаще стали использовать в качестве контроллеров в системах промышленной автоматизации [59].
Первое и главное преимущество РС-контроллеров связано с их открытостью, т.е. с возможностью применять в АСУТП самое современное оборудование, только-только появившееся на мировом рынке. Причем оборудование для РС-контроллеров выпускают уже не десятки, а сотни производителей, что делает выбор уникально широким. Пользователь АСУТП уже не находится во власти одного производителя (как в случае с PLC), который навязывает ему свою волю и заставляет применять только его технические решения. Он может теперь применять в своих системах продукцию разных фирм, следя только за тем, чтобы она соответствовала
определенным стандартам.
Второе важное преимущество IBM РС совместимых контроллеров заключается в том, что в силу их «родственности» с компьютерами верхнего уровня не требуются дополнительные затраты на подготовку профессионалов, обеспечивающих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять (и это подтверждается на практике) специалисты, обеспечивающие эксплуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает их эксплуатацию.
Примерами таких контроллеров являются: контроллеры серии ADAM фирмы Advantech, контроллеры MicroPC фирм Octagon Systems и Fastwel, контроллеры фирм Grayhill, Lippert и др. [59].
Результаты выполнения данного раздела курсовой работы (4.3) отражаются в графической части в виде иллюстраций настройки регуляторов и результатов моделирования САР, графиков переходных процессов, электрических принципиальных схем, электрических схем подключения, соединений и т.п.
Полный цикл технологического процесса представляет собой совокупность отдельных технологических операций, сменяющих друг друга в определённой последовательности. Для управления технологическим циклом необходимо формировать дискретную последовательность команд исполнительным устройствам технологического объекта управления. Формирование команд осуществляется управляющим устройством - дискретным автоматом на основе логического анализа команд с пульта оператора и сигналов от различных дискретных датчиков о завершении или качестве протекания технологической операции.
Первым этапом проектирования программно-логической системы управления дискретным технологическим процессом является выбор серийных информационных и исполнительных устройств, а также - управляющего устройства.
Для выполнения задач позиционирования и базирования подвижных элементов технологических установок используются информационные устройства, из которых основными являются дискретные датчики положения. К ним относятся контактные и бесконтактные путевые выключатели [58, 68, 69], групповые выключатели, кодовые датчики магазинных и складских систем [11] и т.д.
К источникам диагностической информации относятся дискретные датчики: реле давления, датчики температуры и уровня масла, реле потока и т.д. [49-51, 54-60]. В качестве дискретных устройств ручного ввода управляющей
Разработку и внедрение автоматических регуляторов с программной реализацией типовых законов регулирования предопределило повышение требований к функциональным возможностям, гибкости, надёжности и другим характеристикам регуляторов. Основой этой группы регуляторов является микропроцессорная техника.
По степени универсальности микропроцессорные регуляторы делятся на два типа: специализированные - регуляторы одной регулируемой величины (температуры, давления, расхода и т.д.) и универсальные регуляторы с унифицированными входными и выходными сигналами. Специализированные микропроцессорные регуляторы часто называют измерителями-регуляторами (изредка – микроконтроллерами). Программно реализованные алгоритмы аналогового регулирования у данных регуляторов несложные и обычно не подлежат изменению. Универсальные микропроцессорные регуляторы представляют собой микропроцессорные программируемые контроллеры. Системы программирования регуляторов данного позволяют реализовывать алгоритмы регулирования практически любой сложности.
На рынке средств автоматизации предлагается большое число специализированных микропроцессорных регуляторов, отличающихся типом регулируемой величины, количеством управляемых каналов, другими функциональными возможностями, стоимостью и т.д. Например, измерители- регуляторы серии ТРМ компании ОВЕН [58], измерители-регуляторы серии
ИРТ производства НПП «Элемер», регуляторы серии МЕТАКОН производства НПФ «КонтрАвт» и многие др . [54, 55, 57, 68, 69, 71].
Большинство специализированных регуляторов имеют каналы интерфейсной связи с другими микроконтроллерами и персональным компьютером. Таким образом можно создавать локальные управляющие сети из микроконтроллеров и, реализуя принципы распределенного управления, управлять достаточно сложными технологическими объектами. Для сетей из микроконтроллеров разработано программное обеспечение (SCADA-системы), позволяющее на мониторе персонального компьютера визуализировать технологический процесс, оперативно контролировать и управлять его выполнением [52-54].
Наиболее перспективным направлением программной реализации алгоритмов управления являются микропроцессорные программируемые контроллеры.
Развитие данных устройств управления идет по двум направлениям: первое – PLC (Programmable Logic Controller) – программируемые логические контроллеры (часто называют гибко или свободно программируемые контроллеры) и PC-контроллеры (IBM РС совместимые контроллеры).
Наиболее популярны в нашей стране PLC таких зарубежных производителей, как Siemens [66, 67, 71], Omron [68, 69], Festo [74], Allen-
Bradly, Modicon, Schneider Electric, Mitsubishi Electric и др. [59, 39], а также отечественные модели, такие как серия ОВЕН ПЛК [58], Ремиконт Р-130ISa [61], КРОСС-500, ТЕКОН, КОНТАР, ПРОТАР, Эмикон и др.
Например, популярен среди разработчиков систем управления отечественный микропроцессорный регулирующий контроллер серии Ремиконт Р-130ISa, а
также близкий по архитектуре контроллер КРОСС-500. Современные программируемые контроллеры обеспечивают автоматическую адаптацию к параметрам объекта управления. При их использовании в САР можно достаточно грубо описать управляемый процесс, задав приближённо его параметры. Точные параметры регуляторов настраиваются автоматически после стыковки контроллера с объектом управления. Контроллеры серии Ремиконт Р-130ISa могут работать как на нижнем уровне распределённой АСУТП, взаимодействуя со средствами верхнего уровня по промышленным сетям Ethernet и Modbus канал, так и в качестве автономного устройства.
В связи с бурным ростом РС совместимых компьютеров (управляющих микроЭВМ) последние все чаще стали использовать в качестве контроллеров в системах промышленной автоматизации [59].
Первое и главное преимущество РС-контроллеров связано с их открытостью, т.е. с возможностью применять в АСУТП самое современное оборудование, только-только появившееся на мировом рынке. Причем оборудование для РС-контроллеров выпускают уже не десятки, а сотни производителей, что делает выбор уникально широким. Пользователь АСУТП уже не находится во власти одного производителя (как в случае с PLC), который навязывает ему свою волю и заставляет применять только его технические решения. Он может теперь применять в своих системах продукцию разных фирм, следя только за тем, чтобы она соответствовала
определенным стандартам.
Второе важное преимущество IBM РС совместимых контроллеров заключается в том, что в силу их «родственности» с компьютерами верхнего уровня не требуются дополнительные затраты на подготовку профессионалов, обеспечивающих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять (и это подтверждается на практике) специалисты, обеспечивающие эксплуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает их эксплуатацию.
Примерами таких контроллеров являются: контроллеры серии ADAM фирмы Advantech, контроллеры MicroPC фирм Octagon Systems и Fastwel, контроллеры фирм Grayhill, Lippert и др. [59].
Результаты выполнения данного раздела курсовой работы (4.3) отражаются в графической части в виде иллюстраций настройки регуляторов и результатов моделирования САР, графиков переходных процессов, электрических принципиальных схем, электрических схем подключения, соединений и т.п.
- 1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Проектирование программно-логической подсистемы управления дискретным технологическим процессом
-
Выбор технической реализации элементов подсистемы
Полный цикл технологического процесса представляет собой совокупность отдельных технологических операций, сменяющих друг друга в определённой последовательности. Для управления технологическим циклом необходимо формировать дискретную последовательность команд исполнительным устройствам технологического объекта управления. Формирование команд осуществляется управляющим устройством - дискретным автоматом на основе логического анализа команд с пульта оператора и сигналов от различных дискретных датчиков о завершении или качестве протекания технологической операции.
Первым этапом проектирования программно-логической системы управления дискретным технологическим процессом является выбор серийных информационных и исполнительных устройств, а также - управляющего устройства.
Для выполнения задач позиционирования и базирования подвижных элементов технологических установок используются информационные устройства, из которых основными являются дискретные датчики положения. К ним относятся контактные и бесконтактные путевые выключатели [58, 68, 69], групповые выключатели, кодовые датчики магазинных и складских систем [11] и т.д.
К источникам диагностической информации относятся дискретные датчики: реле давления, датчики температуры и уровня масла, реле потока и т.д. [49-51, 54-60]. В качестве дискретных устройств ручного ввода управляющей