Файл: Рабочая учебная программа дисциплины.doc

объектом (УСО) - программируемые микропроцессорные модульные системы; вычислительное оборудование (ЭВМ, УВМ, программируемые логические контроллеры (ПЛЮ).-

7. Разработка схемы автоматизации технологического процесса:

• 
  на базе локальных средств автоматизации, с расстановкой выбранного оборудования
  автоматизации по месту на технологическом оборудовании: датчики, вторичные
  приборы, кнопки, магнитные пускатели, релейная аппаратура, контакторы,
  исполнительные механизмы; на щите управления: регуляторы, сигнальные лампочки.
  вторичные приборы, кнопки управления, переключатели, коммутирующие устройства;
  
• 
  на базе современных программируемых микропроцессорных модульных систем (УСО) типа Analog Devices и IBM PC совместимых компьютеров, с выбором конкретных аналоговых и цифровых, входных и выходных микропроцессорных модулей для ран ее выбранных типов датчиков и исполнительных механизмов.
  

8. 
   Выполнение чертежа схемы автоматизации по ГОСТу 21.404-85 (чертеж выполняется на компьютере с использованием графических программных пакетов типа AutoCad или Labtech Control).
   
9. 
   Специальное задание (по решению преподавателя):
   

-разработка структурной схемы автоматической системы регулирования (АСР) конкретного технологического параметра данного технологического процесса, с ука­занием конкретных элементов структурной схемы АСР; обоснование выбора закона регулирования и типа регулятора,

-разработка программно-имитационной модели технологического процесса/объекта и его динамической мнемосхемы (с использованием пакета программ Lab-tech Control); -разработка элементов специальной автоматизированной экспертной системы для конкретного технологического процесса.

10. 
    Сводная спецификация на используемое оборудование автоматизации (с указанием измеряемых, контролируемых и регулируемых параметров, типов используемых приборов, их количества и т. д.)
    
11. 
    Выводы по курсовому проекту (с указанием полученных положительных результатов и достигнутого эффекта от автоматизации конкретного технологического процесса).
    
12. 
    Список используемой литературы.
    

1. Введение

Курс "Системы управления технологическими процессами" ("Автоматика и ав­томатизация технологических процессов") направлен на изучение вопросов уп­

---

равления и автоматизации пищевых производств и систем заготовок и хранения сельскохозяйственного сырья . Этот курс включает в себя вопросы, связанные с изучением методов и измерительных средств автоматического контроля, регули­рования, управления технологическими процессами

Значительный прогресс в развитии электронной микропроцессорной, вычис-лительной техники и программного обеспечения позволил создать современный комплекс измерительных технических средств, с помощью которых можно контро­лировать и управлять многими технологическими процессами пищевых предпри­ятий и системами заготовок сельскохозяйственного сырья

Современный этап автоматизации характеризуется переходом от систем авто­матическою управления (САУ) и автоматических систем регулирования (АСР) к автоматизированным системам управления (АСУ), технологическими процессами (АСУ ТЛ), цехами производствами (АСУ П) предприятиями, объединениями и от­дельными отраслями промышленности с применением ЭВМ и экономико-математических методов поиска оптимальных решений

3 последние годы большое влияние на автоматизацию технологических про цессов оказывают появившиеся на Российском рынке современные зарубежные микропроцессорные системы управления и автоматизации, реализующие функ­ции устройства связи с объектом (фирмы производители ANALOG DEVICES, ADVANTECH GRAYHILL и др.) и индустриальные IBM PC-совместимые компью­теры, среди которых получили распространение гая называемые индустриаль­ные рабочие станции (Industrial Workstation), которые характеризуются тем, что системные блоки дисплей размещены в одном защищенном корпусе, а клавиату­ра, выполненная по мембранной технологии, встроена непосредственно в перед­нюю панель и Micro-PC (фирмы производители ADVANTECH и Octagon Systems), а также SCADA-подобные программные системы (Labtech Control. In Touch, Genesis, Genie, Trace Mode и др ) позволяющие на экране монитора IBM PC сов­местимого компьютера разрабатывать динамические мнемосхемы автоматиза­ции конкретных технологических процессов

Программное обеспечение, реализующее задачи автоматизации технологиче­ских процессов, классифицируется в зависимости от уровня интеграции управле­ния производства

Самый верхний уровень, включающий в себя информационные структуры, от­вечающие за работу предприятия в целом - автоматизацию бухгалтерского учета,

---

организацию документооборота, называется планированием ресурсов предприя­тия (MPR, manufacturing resource planning) Наиболее известной и мощной систе­мой такого рода является пакет R/3 фирмы SAP (Германия)

"Снизу" (в цехах) информация от различных датчиков прежде всего, использу­ется для непосредственного управления производственным процессом с помо­щью различных устройств связи с объектом (УСО), программируемых логических контроллеров (ПЛК) и промышленных- компьютеров Это уровень (Control Level). на котором замыкаются самые "короткие" контуры управления производством Поток информации от датчиков также поступает на вход систем SCADA " (Supervisor/ Control and Data Acquisition) На этом уровне (SCADA Level) осуществляется оперативное управление технологическим процессом принимаются тактические решения, прежде всего направленные на поддержание стабильности процесса






Первичная информация из цехов должна доходить до верхнего уровня, уровня принятия стратегических решений. Очевидно также, что поток сырых данных, без надлежащей обработки, послужит скорее "информационным шумом" для управленческого персонала (админи­страторов производства, менеджеров, экономистов) Необходимым связующим эвеном выступает новый класс средств управлением - MES (Manufacturing Execution Systems), или системы исполне­ния производства Упорядоченная и обра­ботанная информация о ходе процесса изготовления продукции, получаемая на этапе сбора и обработки данных, стано­вится доступной верхнему эшелону уп­равления предприятием в реальном вре­мени и в привычной для него форме

---

ный ЦАЛ для входных модулей и накопительный буфер. Микроконтроллер по запросу передает данные из буфера в устройство обработки посредством интерфейса RS-232 или RS-485 со скоростью 19,2 Кбод. Конструктивно модуль представляет собой устройство, заключенное в корпус (с размерами 58,4 х 78,7 х 19 мм) со штыревым разъемом, с помощью которого модуль устанавливается на монтажной панели и подключаются входные и выходные цепи. В системе используются типовые монтажные панели на 1, 4 и 16 модулей Панели имеют клеммные соединения для подключения внешних датчиков, витой пары интерфейса RS-485 и разъем для подключения интерфейса RS-232 Сопряжение микропроцессорной модульной системы с IBM PC-совместимым компьютером осуществляется через одну из монтаж-ных панелей по интерфейсу R5-232, остальные монтажные панели соединяются между собой последовательно по интерфейсу RS-485. Диапазон измеряемых вели­чин технологических параметров и тип датчиков может задаваться программно через последовательный интерфейс. Диапазон рабочих температур модулей от • 25°С до +65°С Протокол обмена по последовательному интерфейсу совместим с модулями ADAM-4000 фирмы Advantech. К достоинствам модулей 6В можно отнести широкий рабочий диапазон температур (-25°С... +85"С против -10*С...+70"С для модулей ADAM-4000), к недостаткам можно отнести то, что, в отличие от ADAM-4000, модули 6В не являются функционально законченными блоками и тре-буют применения монтажных панелей Имеющийся в распоряжении кафедры SCADA-подобный пакет программ Labtech Control, позволяет создавать алгоритмы управления технологическими процессами, обеспечивать визуальный контроль протекания технологических процессов, посредством динамических мнемосхем и

---

компьютерных пультов управления.




Указанный пакет программ включает в себя характерные для SCADA – комплекса составные части

• 
  программа-монитор Runtime, обеспечивающая выполнение алгоритмов сбора данных и управления;
  
• 
  программа создания алгоритмов стратегии сбора данных и управления Build-Time, запускающая графическую среду ICONview, реализующую язык функциональных блоков;
  
• 
  модуль Realtime Vision, реализующий интерфейс MMI. Позволяет отображать поведение процесса сбора данных и управления в динамике, через встроенный, набор графических объектов динамического отображения и управления. Содержит средства черчения и рисования, что позволяет создавать динамические мнемосхемы,
  

-инструментарий поддержки внешних аппаратных средств Remote instrument

Support Kit. Включает в себя программное обеспечение, позволяющее конфигурировать два типа ин­терфейса подключения внешних аппаратных средств.

Помимо выше перечисленных основных компонентов, в состав пакета входят другие дополнительные служебные программы-утилиты, которые будут рассмотрены в дальнейшем

Программный пакет Labtech Control работает под управлением операционной системы Windows версии не ниже 3.1,

R постав указанного пакета программ входят следующие модули:

• 
  Build-Time - активизирует среду разработки новых алгоритмов контроля и сбора данных или редактирования ранее созданных;
  
• 
  Realtime Vision - запускает графическую среду для создания объектов отображения и контроля, динамических и статических схем и рисунков;
  
• 
  Batch Runner - утилита, позволяющая запускать на выполнение последовательности ранее созданных схем алгоритмов управления;
  
• 
  HW Install - конфигурирует программное обеспечение Labtech Control для работы с аппаратными средствами (микропроцессорными модулями) различных производителей;
  
• 
  HIG (Hardware Interface Guide) - отображает (предоставляет) информацию об аппаратных средствах используемых в системе;
  

• 
  Tutorial - обучающая программа;
  
• 
  Multimedia Quick Start мультимедийная демонстрационная программа;
  
• 
  20 и 3D Vision - программы, производящие трансформацию объектов Vision из 3D в 2D и наоборот
  

---