Общие требования к ТСА

Состав и функции технических средств

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

Параметров

Области устойчивости САУ в фазовом пространстве

При анализе САУ строят область устойчивости системы в пространстве варьируемых параметров. В случае если параметров два – область устойчивости можно изобразить фигурой на плоскости с координатами. Например, инерционного звена – это коэффициент передачи К и постоянная времени Т. Вдоль границы области устойчивости наносится обращенная внутрь штриховка.

При большем числе варьируемых параметров граница область устойчивости представляет гиперповерхность в N-мерном пространстве. При практических расчетах такая область устойчивости изображается в виде линий в плоскости двух выбранных для анализа параметров при фиксированных значениях остальных характеристик САУ. Эти линии геометрически являются плоскими сечениями гиперповерхности.

Все пространство вне области устойчивости называется областью неустойчивости.

Если САУ в пространстве всех своих параметров не имеет области устойчивости, она называется структурно неустойчивой. Для достижения устойчивости такой системы необходимо изменить (скорректировать) ее структуру.

Для практической реализации систем автоматизации применяют различные технические средства. Их количество и состав определяются конкретной задачей управления. Типовой комплекс технических средств представлен на рис. 9.1.

Рис. 9.1. Структурная схема комплекса технических средств АСУ

Условные обозначения:

Д – датчики (технологические измерители) – реагируют на изменения параметров технологического процесса и преобразуют их в электрический сигнал.

ИУ – исполнительные устройства – передают управляющее воздействие непосредственно на регулирующие органы объекта управления.

ВК – вычислительный комплекс – основная часть современных АСУ, которая выполняет математическую и/или логическую обработку измерительной информации для выработки управляющих воздействий. До появления ЭВМ в разное время эту роль выполняли электронные схемы, собранные поначалу на реле, позже – на транзисторах, а затем – на микросхемах малой и средней степени интеграции;

УСО – устройства связи с объектом – нормализуют сигналы от датчиков и превращают их в цифровой код, воспринимаемый ВК. УСО осуществляют также усиление сигналов, выдаваемых ВК на исполнительные механизмы, и гальваническую развязку этих сигналов с электрическими потенциалами объекта.

УСОД – устройства связи с оператором-диспетчером – позволяют персоналу вводить в АСУ данные, инструкции и команды, а также получать информацию о ходе управляемого процесса через устройства отображения и регистрации. Связь УСОД с ВК осуществляется с помощью тех же УСО.

В качестве средств ручного ввода могут использоваться как стандартные для ЭВМ средства: клавиатура, джойстик и т.п., так и различного рода задатчики, кнопки, переключатели. Средства отображения также могут представлять собой дисплеи и принтеры, разнообразные световые и цифровые индикаторы, информационные табло, панели, звонки и т.п.

УВК – управляющий вычислительный комплекс образуют собственно вычислительный комплекс, УСО и часть УСОП, свойственная ЭВМ.

Принята следующая иерархия технических средств АСУ:

– нулевой уровень – технологические датчики и исполнительные механизмы;

– нижний (1-й) уровень – программируемые логические контроллеры (ПЛК);

– верхние (2-й и 3-й) уровни – промышленные компьютеры.

Отличительной особенностью средств нижнего уровня является отсутствие устройств связи с оператором (средств ручного ввода и отображения информации) и небольшой объем памяти. ПЛК применяются для регулирования отдельных технологических параметров объекта управления.

Средства второго уровня используются для создания АСУ ТП. Они могут работать как в супервизорном режиме, выдавая уставки контроллерам нижнего уровня, так и в режиме непосредственного цифрового управления, оказывая управляющие воздействия прямо на исполнительные устройства.

Компьютеры третьего уровня применяются в автоматизированных системах управления производством (АСУП). Они загружены задачами комплексного управления участками, цехами и решением стратегических задач предприятия.

Примерные функции современных ТСА:

· масштабирование входных и выходных сигналов;

· гальваническое разделение сигналов;

· выполнение математических и логических операций, нелинейных и

динамических преобразований,

· дистанционное изменение статических и динамических параметров

локальных систем регулирования (по команде УВК или оператора);

· безударный переход от ручного управления к автоматическому и обратно;

· сочетание устройств, использующих разные виды энергии.

· Высокая надежность – время наработки на отказ современных ТСА составляет десятки тысяч часов (т.е. несколько лет).

· Ремонтопригодность и удобство обслуживания – время поиска и устранения неисправности должно быть минимальным, чтобы объект управления не успел выйти из-под контроля.

· Унификация – возможность применять технику разных производителей, не заботясь о ее конструктивной, электрической и программной совместимости.

· Приемлемая стоимость.

Дата добавления: 2014-01-07