Автоматты басқару жүйелірінің құрылу қағидалары, мақсаты мен міндеті
Кіріспе
1 Автоматты басқару жүйелірінің құрылу қағидалары , мақсаты мен міндеті
1.1 ТП АБЖ қолданудың мақсаты
1.2 ТП АБЖ құрылымы
1.3 Құрылымына байланысты ТП АБЖ бөлінеді
1.4 ТП АБЖ басқару деңгейінің саны мен сипатына қарай 1, 2 және 3.класс деңгейлеріне бөлінеді
2 АБЖ ТП құрастырудың әдісі
2.1 Технологиялық процесстердің жүйелерін автоматтандырылған жобалауға тапсырма
2.2 ТП АБЖ Мәліметтер мен материалдар
2.3 Жобалау құжатнамасының құрамы
3 Орталықтандырылған ТП АБЖ артықшылықтар мен кемшіліктері
3.1 Бағдарламалаушы логикалық контроллер, бастапқы мəліметтер
3.2 БЛК микропроцессорінің жіктелуі
3.3 Бағдарламалайтын логикалық контроллерді таңдау мақсатттары
3.4 БЛК.ның құрылысы
4. Экономикалық бөлім
4.1. Автоматтандырылған басқару жүйесін құруға кететін капиталды . қаржылық шығындар
4.2 Аспаптар мен автоматтандыру құралдарын сатып алуға кететін шығындар
5. Қауіпсіздік және еңбек қорғау
5.1. Электрондық автоматтық құрал . жабдықтармен жұмыс істеудегі техника қауіпсіздігі
5.2 Жұмыс орнындағы негізгі техникалық құрал.жабдықтар
5.3 Өндірістік жарықтандыру
1 Автоматты басқару жүйелірінің құрылу қағидалары , мақсаты мен міндеті
1.1 ТП АБЖ қолданудың мақсаты
1.2 ТП АБЖ құрылымы
1.3 Құрылымына байланысты ТП АБЖ бөлінеді
1.4 ТП АБЖ басқару деңгейінің саны мен сипатына қарай 1, 2 және 3.класс деңгейлеріне бөлінеді
2 АБЖ ТП құрастырудың әдісі
2.1 Технологиялық процесстердің жүйелерін автоматтандырылған жобалауға тапсырма
2.2 ТП АБЖ Мәліметтер мен материалдар
2.3 Жобалау құжатнамасының құрамы
3 Орталықтандырылған ТП АБЖ артықшылықтар мен кемшіліктері
3.1 Бағдарламалаушы логикалық контроллер, бастапқы мəліметтер
3.2 БЛК микропроцессорінің жіктелуі
3.3 Бағдарламалайтын логикалық контроллерді таңдау мақсатттары
3.4 БЛК.ның құрылысы
4. Экономикалық бөлім
4.1. Автоматтандырылған басқару жүйесін құруға кететін капиталды . қаржылық шығындар
4.2 Аспаптар мен автоматтандыру құралдарын сатып алуға кететін шығындар
5. Қауіпсіздік және еңбек қорғау
5.1. Электрондық автоматтық құрал . жабдықтармен жұмыс істеудегі техника қауіпсіздігі
5.2 Жұмыс орнындағы негізгі техникалық құрал.жабдықтар
5.3 Өндірістік жарықтандыру
Таратылған басқару жүйесін (DCS - Distributed Control System) кеңістікте әр жерге таратылған бір бірінен тәуелсіз көптеген құрылғылардан тұратын және ортақ тапсырманы орындау үшін қызмет етіп, өзара әрекеттесетін жүйе деп қарастыруымызға болады. Бұл жүйені қолдану түрлі құрылғылардың көбеюінің есебінен орын алады. Яғни әр аймақта таратылған контроллер және кіріс-шығыс құрылғыларының жүйесінен құралады. Сондай-ақ әр контроллер өз тобындағы құрылғылармен әрекеттесіп өзіне тиесілі тапсырманы орындайды.
Барлық жерде жылуды есепке алу құрылғыларын орнату үлкен басымдылыққа ие бағыттарының бірі болып табылады. Алайда есеп алу құрылғыларын орнатуды жүргізгеннен кейін ол құрылғылардан жедел түрде әрі реттелген түрде ақпарат жинап отырудың қажеттігі туындайды. Әдетте мәселе он немесе он бес жылуды есепке алғыштардан ақпарат алу қиындықтар туғызбайды. Қазіргі кезде көптеген мамандар қызмет ететін құрылғылардың көбеюіне байланысты қиындықтар туындауда. Бұл өз кезегінде ақпаратты автоматты түрде жинауды ұйымдастыруды қажет етеді. Диспетчерлік қызмет те жылумен қамту жүйесінде талқыға салынатын мәселе болып қалып отыр. Осы қиындықтарды шешу мақсатында өте тиімді болып саналатын байланыс құралдары арқылы құрылылардан қажетті ақпаратттарды тез әрі дәл сол уақыт мезетінде дәл мән алуға мүмкіндік туындап отыр. Дәлірек айтқанда мобильді интернет негізіндегі GPRS технологиясын қолдану жұмысты жеңілдетіп, шығын азайта түседі.
Барлық жерде жылуды есепке алу құрылғыларын орнату үлкен басымдылыққа ие бағыттарының бірі болып табылады. Алайда есеп алу құрылғыларын орнатуды жүргізгеннен кейін ол құрылғылардан жедел түрде әрі реттелген түрде ақпарат жинап отырудың қажеттігі туындайды. Әдетте мәселе он немесе он бес жылуды есепке алғыштардан ақпарат алу қиындықтар туғызбайды. Қазіргі кезде көптеген мамандар қызмет ететін құрылғылардың көбеюіне байланысты қиындықтар туындауда. Бұл өз кезегінде ақпаратты автоматты түрде жинауды ұйымдастыруды қажет етеді. Диспетчерлік қызмет те жылумен қамту жүйесінде талқыға салынатын мәселе болып қалып отыр. Осы қиындықтарды шешу мақсатында өте тиімді болып саналатын байланыс құралдары арқылы құрылылардан қажетті ақпаратттарды тез әрі дәл сол уақыт мезетінде дәл мән алуға мүмкіндік туындап отыр. Дәлірек айтқанда мобильді интернет негізіндегі GPRS технологиясын қолдану жұмысты жеңілдетіп, шығын азайта түседі.
1. А. Бекбаев, Д. Сүлеев, Б. Хисаров Автоматты реттеу теориясы. Оқулық – Алматы, 2005.
2. А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова. Автоматизация технологических процессов. Учебное пособие.- Алматы: АИЭС, 1999. – 89 с.
3. Обучение основным принципам работы Honeywell GUS – Атырау, 2009.33-35 беттер.
4. Школа Установок ЗВП 300 – Атырау, 2009. 3-27 беттер.
5. Описание и принципы функционирования системы управления Установки 300 – Атырау, 2009. 4-6 беттер.
6.А. Л. Романчик, Л. Н. Рудакова Автоматизация технологических процессов. Методические указание к выполнению курсовой работы – Алматы: АИЭС, 2004. 4-30 стр.
7. А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова. Автоматизация теплоэнергетических процессов. Учебное пособие. - Алматы: АИЭС,1999. – 72 с.
8. Е.П. Стефани и др. Сборник задач автоматического регулирования теплоэнергетических процессов. Учеб. Пособие для вузов.- М.: Энергия, 1973.
9. Производственное освещение. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности» в выпускной работе – Алматы, 2004.
10. А.А. Жакупов, А.В. Доронин. Дипломное проектирование. Методические указания к выполнению экономической части для студентов всех специальностей. Каф. ЭОиУП. - Алматы: АИЭС, 1999 г.
11. Г.П. Плетнев. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике. Учебник для студентов вузов – 3-е изд.,перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2005 г.- 352 с. 13. Бесекерский В. А., Попов Е. П.
12.Теория систем автоматического регулирования, издание третье, исправленное. Москва, издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1975
2. А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова. Автоматизация технологических процессов. Учебное пособие.- Алматы: АИЭС, 1999. – 89 с.
3. Обучение основным принципам работы Honeywell GUS – Атырау, 2009.33-35 беттер.
4. Школа Установок ЗВП 300 – Атырау, 2009. 3-27 беттер.
5. Описание и принципы функционирования системы управления Установки 300 – Атырау, 2009. 4-6 беттер.
6.А. Л. Романчик, Л. Н. Рудакова Автоматизация технологических процессов. Методические указание к выполнению курсовой работы – Алматы: АИЭС, 2004. 4-30 стр.
7. А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова. Автоматизация теплоэнергетических процессов. Учебное пособие. - Алматы: АИЭС,1999. – 72 с.
8. Е.П. Стефани и др. Сборник задач автоматического регулирования теплоэнергетических процессов. Учеб. Пособие для вузов.- М.: Энергия, 1973.
9. Производственное освещение. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность жизнедеятельности» в выпускной работе – Алматы, 2004.
10. А.А. Жакупов, А.В. Доронин. Дипломное проектирование. Методические указания к выполнению экономической части для студентов всех специальностей. Каф. ЭОиУП. - Алматы: АИЭС, 1999 г.
11. Г.П. Плетнев. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике. Учебник для студентов вузов – 3-е изд.,перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2005 г.- 352 с. 13. Бесекерский В. А., Попов Е. П.
12.Теория систем автоматического регулирования, издание третье, исправленное. Москва, издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1975
Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 65 бет
Таңдаулыға:
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 65 бет
Таңдаулыға:
Кіріспе
Таратылған басқару жүйесін (DCS - Distributed Control System) кеңістікте әр жерге таратылған бір бірінен тәуелсіз көптеген құрылғылардан тұратын және ортақ тапсырманы орындау үшін қызмет етіп, өзара әрекеттесетін жүйе деп қарастыруымызға болады. Бұл жүйені қолдану түрлі құрылғылардың көбеюінің есебінен орын алады. Яғни әр аймақта таратылған контроллер және кіріс-шығыс құрылғыларының жүйесінен құралады. Сондай-ақ әр контроллер өз тобындағы құрылғылармен әрекеттесіп өзіне тиесілі тапсырманы орындайды.
Барлық жерде жылуды есепке алу құрылғыларын орнату үлкен басымдылыққа ие бағыттарының бірі болып табылады. Алайда есеп алу құрылғыларын орнатуды жүргізгеннен кейін ол құрылғылардан жедел түрде әрі реттелген түрде ақпарат жинап отырудың қажеттігі туындайды. Әдетте мәселе он немесе он бес жылуды есепке алғыштардан ақпарат алу қиындықтар туғызбайды. Қазіргі кезде көптеген мамандар қызмет ететін құрылғылардың көбеюіне байланысты қиындықтар туындауда. Бұл өз кезегінде ақпаратты автоматты түрде жинауды ұйымдастыруды қажет етеді. Диспетчерлік қызмет те жылумен қамту жүйесінде талқыға салынатын мәселе болып қалып отыр. Осы қиындықтарды шешу мақсатында өте тиімді болып саналатын байланыс құралдары арқылы құрылылардан қажетті ақпаратттарды тез әрі дәл сол уақыт мезетінде дәл мән алуға мүмкіндік туындап отыр. Дәлірек айтқанда мобильді интернет негізіндегі GPRS технологиясын қолдану жұмысты жеңілдетіп, шығын азайта түседі.
Іс жүзіндегі GSM желілері арқылы жоғары жылдамдықпен деректемелерді тарату үшін GPRS (General Packet Radio Service) технологиясы, яғни радиоарна бойынша дестелік тарату қызметі әзірленді. GSM-де бар GPRS технологиясы TDMA негізіндегі радиоинтерфейсті деректерді жоғары жылдамдықпен тарату үшін қолданады және үшінші буынды жүйелерді құру үшін аралық қадам болып табылады. GPRS технологиясын қолдайтын жүйелер 2G+ деген атауға ие болды. GPRS-тің базалық спецификацияларын ETSI 1998 жылы деректердің дестелік радиотаратуын жүзеге асыратын GSM фаза 2+ стандартты технологиясы ретінде қабылданды. Шетелдік және отандық ақпарат құралдары GPRS желісінің жалпы ұйымдастырылуымен, желінің негізгі құраушыларын және олардың функцияларын сипаттаумен, физикалық және логикалық арналарды ұйымдастырумен, GPRS хаттамаларының құрылымымен, дестелік таратуды активациялайтын процедуралармен, ішкі желілік адресациямен, GPRS хаттамалық стегінің әр түрлі деңгейдегі деректердің хаттамалық блогын ұсыну форматтарымен, биллингпен және т.б байланысты GPRS технологиясының әр түрлі жақтарын көрсетеді.
1 Автоматты басқару жүйелірінің құрылу қағидалары , мақсаты мен міндеті
1.1 ТП АБЖ қолданудың мақсаты:
- жабдықтың жұмыс режимін белгіленген критерилерге сәйкес үйлесімділеу; (мысалға, отынды аз шығындау арқылы талап етілген сападағы өндірістік буды алу);
- ауыр физикалық және жүйкелік жұмыс мөлшерінен адамды босату;
- ТБО-ң қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету;
- басқару сапасын арттыру арқылы жабдықтың тозуын азайту.
1.2 ТП АБЖ құрылымы
Автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сызбасы жалпы түрде 1-суретте көрсетілген. Автоматтандыру жүйесі автоматтандыру объектісінен және осы объектіні басқару жүйесінен құралады. Автоматтандыру объектісі мен басқару жүйесінің арасындағы белгілі әрекеттестік арқасында, автоматтандыру жүйесі, х1, х2,..., хn параметрлерімен сипатталатын объект жұмысының талап еткен нәтижесін толығымен қамтамасыз етеді.
Сурет 1.1 Автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сұлбасы
Бұл параметрлерге мысалы, технологиялық процестің мақсатына сәйкес соңғы өнімін сипаттайтын шамаларды, технологиялық процестердің жүрісін, оның тиімділігін анықтайтын, апатсыз режимді қамтамасыз ететін және т.б. жеке параметрлерді жатқызуға болады.
Бұл негізгі параметрлерден басқа, автоматтандырудың құрама объектісінің жұмысы y1, y2, ..., уj қосалқы параметрлермен сипатталады. Олар сондай-ақ, бақыланып және реттеліп отыруы қажет (мысалы, тұрақты болу). Мұндай параметрлерге мысалы, технологиялық бу мен сығылған ауа дайындау қондырғыларының, айналма сумен жабдықтау сорап станциясының жұмысын сипаттайтын шамаларды жатқызуға болады.
Бұл қондырғылардан тек технологиялық қондырғының кірісіне шикізат пен белгіленген параметрлі энергия тасымалдаушыны жіберу талап етіледі. Сонымен қатар шикізат пен энергия тасымалдаушылардың қажетті мөлшерін жіберу технологиялық қондырғыға жатқызылатын басқару құралдарымен іске асады.
Жұмыс барысында объектке, х1, х2,..., хn параметрлерінің талап етілген мәндерден ауытқуын болдыратын, f1, f2, ... fi ауытқу әсерлері келіп түседі. Ағымдағы х1, х2,..., хn және y1, y2, ..., уj мәндері жайлы ақпарат басқару жүйесіне келіп түседі және g1, g2,..., gk алдын-ала жазылған мәндермен салыстырылады. Нәтижесінде басқару жүйесі шығыс параметрлерінің ауытқуларының орнын толтыру үшін, ε1, ε2, ... , εm басқарушы әсерлерді өңдеп шығарады.
Сонымен, автоматтандыру объектісі жалпы жағдайда бірнеше басқару бөлімшесінен құралады. Басқару бөлімшелері жеке қондырғылар, агрегаттар және т.с.с. түрінде немесе бірдей қондырғылардың, агрегаттардың жеке параметрлерін басқарудың жергілікті каналы түрінде көрсетілуі мүмкін.
1.3 Құрылымына байланысты ТП АБЖ бөлінеді
1. бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған ТП АБЖ - объектті басқару бір басқару пунктінен жүзеге асатын бірдеңгейлі жүйелер.
2. бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған (таратылған) - күрделі объекттің жеке бөліктері жеке басқарушы құрылғылармен (контроллермен, ЭЕМ, қосымша аспаптармен) дербес басқару пунктінен басқарылатын бірдеңгейлі жүйелер.
3. көпдеңгейлі
Бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған және бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған жүйелердің құрылымдық сызбалары 2-суретте көрсетілген. Онда тілшемен басқару объектісінен басқару жүйесіне және жүйенің басқарушы әсерлерінен басқару объектісіне ақпаратты жеткізудің тек негізгі ағымдары көрсетілген. 2-суретте БП1 - БП3 пункттерінен сәйкес басқарылатын, күрделі басқару объектісінің жеке бөліктері үзік сызықтармен бөлінген.
Сурет 1.2 Бірдеңгейлі басқару жүйесінің мысалдары:
а - бір орталыққа бағындырылған жүйе, б - бір орталыққа бағындырылмаған жүйе
Бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған жүйелер негізінен біршама күрделі емес объектілерді немесе шағын территорияда, технологиялық жабдықтарымен ықшам орналасқан объектілерді басқару үшін қолданылады. Көптеген өндірістік объектілер қазіргі таңда жеке бөліктері бір-бірінен біршама қашықтықта орналасқан күрделі кешендер болып келеді.
Объектілерде негізгі технологиялық қондырғылардан басқа көптеген қосымша қондырғылар-бағыныңқы объектілер (өндірістік қазандық, компрессорлық, айналма сумен жабдықтау сораптық станциялар, қазандық-утилизаторлар, тазарту құралдары және т.б.) бар. Олар технологиялық қондырғыларды барлық энергия түрлерімен қамтамасыз ету үшін, және де технологиялық процестің қалдық өнімін пайдаға асыру және залалсыздандыру үшін қажет.
Сурет 1.3 Үшдеңгейлі басқару жүйесінің мысалы: I- III - басқару деңгейлері
Егер осындай кешенді объекттің басқаруын бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған жүйе бойынша құрса, онда басқару жүйесінің қатынасы біршама қиындайды, яғни оның құрылысы мен пайдаланылуына кететін шығын бірден өседі, орталық басқару пункті қолайсыз болып шығады. Ақпаратты қайтадан өңдеу үлкен қиыншылықтар әкеледі, оның үлкен бөлігі технологиялық процесті тікелей басқару үшін қажетсіз болып табылады. Басқару пунктінің осы немесе басқа қосымша бағыныңқы объекттен алыстығы, түрлі ақауларды жою үшін қолданылатын шараларды қиындатады. Бұл жағдайда көбінесе бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған басқару жүйесі тиімді болып келеді.
Дегенмен, бірдеңгейлі жүйелердің көмегімен технологиялық процестерді басқару сұрақтарын әрқашан қолайлы шешу мүмкіндігі бола бермейді. Бұл алдымен күрделі технологиялық процестерге қатысты. Онда көпдеңгейлі басқару жүйелеріне ауысу пайдалырақ болады. Мысал ретінде 3-суретте қондырғыларының арасында тармақталған технологиялық байланысы бар күрделі объектінің үшдеңгейлі басқару жүйесі көрсетілген. Жеке технологиялық қондырғылар бір орталыққа бағындырылмау арқылы 1-7 басқару пунктерінен басқарылады. Бұл басқарудың бірінші деңгейі. Осыған сәйкес 1-7 пунктерінен елеулі технологиялық байланысы бар объектілер басқарылады. Осыған байланысты қондырғылардың ең жауапты реттелуші параметрлері 8-10 басқару пунктеріне, басқарудың екінші деңгейіне беріледі. Объекттің технологиялық процесін жалпы анықтайтын негізгі параметрлер үшінші деңгейдің басқару пунктінен басқарыла және бақыланыла алады.
Жобалау кезінде бірінші деңгей үшін әдетте үш басқару режимін қарастырады
- үлкенірек рангтің деңгейінен келіп түсетін командалар;
- тікелей бірінші деңгейде құрылатын командалар;
- үлкенірек рангтің деңгейінен келіп түсетін және тікелей бірінші деңгейде құрылатын командалар.
Екі және одан жоғары ранг деңгейінің төрт жұмыс режимі болуы мүмкін:
oo берілген i-ші рангтің аппаратурасы (i + 1)-ші ранг командасының басқарылатын әсерлерін қабылдайды және жүзеге асырады;
oo командалар тікелей i-ші ранг аппаратурасында құралады;
oo i - ші рангтың барлық басқару функциялары (i-1)-ші ранг аппаратурасына беріледі;
oo командалардың бір бөлігі i-ші ранг аппаратурасына (i+l)-ші рангтан келіп түседі, келесі бөлігі i-ші рангте құралады, ал басқару функциясының бір бөлігі (i-1)-ші ранг аппаратурасына жіберілген.
i-ші ранг аппаратурасында айқын сигнал беру жүйесі бар үш жағдайдағы режимдердің аппараттық және бағдарламалық айырып-қосқыштары болуы қажет.
Аппаратураны 1-режимнен 2-режимге ауыстыру жоғарғы ранг жүйесінің операторының келісімі немесе командасы арқылы жүзеге асады.
Басқару функциясын төменгі рангтың параметрлеріне жіберу тек жіберу туралы команданың қабылдауынан және төменгі ранг жүйесінің операторының, басқарудың басқа функцияларын (командаларды құру) қабылдауға дайын екендігі жайлы келісімінен кейін жүзеге асады.
Басқару жүйесінің көпдеңгейлі құрылымы оның сенімділігін, жылдамдығын, жөндеуге жарамдылығын қамтамасыз етеді. Сонымен бірге басқаруды бір орталыққа бағындырудың қолайлы деңгейі, технологиялық бақылау, басқару құралдарының және олардың арасындағы байланыс сызығының аз мөлшерімен таңдалады. Дегенмен көпдеңгейлі ТП АБЖ , бірдеңгейлілермен салыстырғанда, бағдарламалық қамтамасыз ету мен аппараттық құралдардың бағасының жоғарылығымен, түрлі құрылғылардың жұмысының үйлесімділігі мен жөндеуінің күрделілігімен ерекшеленеді.
1.4 ТП АБЖ басқару деңгейінің саны мен сипатына қарай 1, 2 және 3-класс деңгейлеріне бөлінеді
- ТП АБЖ 1-класына (төменгі деңгейлі ТП АБЖ) басқару объектісінің күйі жайында тікелей датчиктер мен түрлендіргіштерден ақпарат алатын және өндірістің қондырғылары мен агрегаттарын тікелей басқаратын ТП АБЖ жатады. Төменгі деңгейлі ТП АБЖ құрамында басқа ТП АБЖ болмайды.
- ТП АБЖ 2-класына (жоғарғы деңгейлі ТП АБЖ) жеке агрегаттарда (қондырғылар) ТП АБЖ 1-класымен жабдықталмаған жергілікті басқару жүйелері (мысалы, контоллер негізінде немесе қосымша аспаптар негізінде бірконтурлы басқару жүйесі) бар қондырғылар тобын, технологиялық сызықтарды, бөлімшені басқаратын ТП АБЖ жатады.
- 3-класқа (көпдеңгейлі ТП АБЖ) өзінің құрамында ТП АБЖ 1, 2-кластарын біріктіретін және жеке технологиялық қондырғыларды немесе олардың жиынтығын (цех, өндіріс) келісіп басқаруды жүзеге асыратын ТП АБЖ жатады.
ТП АБЖ функциялары
Автоматтандыру функцияларын үш топқа бөлуге болады:
-ақпараттық;
-басқарушы;
-қызметтік.
Ақпараттық функциялар:
- Өлшеу
а) Тура өлшеу: қабылдау, бастапқы өңдеу. Бастапқы өңдеуге сигналды тұрақтандыру, сызықтау, ауқымдау, дискреттеу, фильтрлеу, анықтау бақылауы кіреді. Сигналды тұрақтандыру - бастапқы сигналды бірыңғай түрге келтіру (негізгі қатарлар: 0-5мА; 0-20мА; 4-20мА; 0-10мВ; 0-10 В).
Бастапқы өңдеудің процедуралары аппаратты немесе бағдарламалы түрде орындалуы мүмкін.
б) Жанама өлшеу: тура өлшеуге келмейтін ТБО параметрлерінің есебі мен белгілі үлгі бойынша ( мысалы, деңгейдің өзгерісі бойынша резервуардағы сұйықтықтың азаюын есептеу) басқа параметрлер өлшемімен есептеу.
- Кедергілер мен қорғаныстардың жұмыс істеу сараптамасы.
- Технологиялық қондырғылардың жағдайының диагностикасы.
- Болжам: алдағы кездегі параметрлердің есебі. Қарапайым жағдайда бұл сызықтық экстраполяция.
- Мәліметтер деректерін жазу. Ақпаратты архивтеу және сақтау.
- Деректерді көзбен шолып байқау (экранда, жарықдиодты сызбада ақпараттың бейнеленуі және т.б.).
- Көршілес және жрғары тұрған жүйелермен ақпарат алмасу және т.б.
Басқарушы функциялар.
- Технологиялармен белгіленген, берілген аралықтағы айнымалыларды тұрақтандыру.
- Берілген технологиялық бағдарлама бойынша параметрлер мәні мен режимдердің өзгерісі.
- Берілген алгоритм бойынша технологиялық жағдайларға байланысты басқарушы әсерлерді болдыру және жүзеге асыру.
- Технологиялық агрегаттар арасындағы материалдық ағымдар мен жүктемені тарату.
- Агрегаттардың іске қосылуы мен кідірісін басқару.
Жүйелік (қызметтік) функциялар.
- Бағдарламаны диспетчеризациялай (орындалудың жүйелілігі мен реті).
- Ішкі жүйелік компоненттер (ЖЕСҚ, дербес магнитті дисктегі жинақтауыштар) мен сыртқы құрылғылар (пернетақта, принтерлер, т.б.). арсындағы айырбайстау ұйымы.
- Жүйелік компоненттерді сынақтау.
- Келеңсіздіктер мен тоқтап қалудан қорғаныс.
- Апаттық және апат алды жағдайларындағы (операциялық жүйе тоқтап қалған кезде автоматты түрде қайта іске қосу немесе келеңсіздіктер мен тоқтау кезінде жүйенің жұмыс істеу қабілеттілігін қалпына келтіру) жүйенің жұмысына бағытталған процедуралар.
ТП АБЖ жұмыс режимдері
Қазіргі таңда өндірістегі технологияның қиындығымен қатар агрегаттардың бірыңғай өнімділігінің бұлжытпай артуы байқалады. Технологиялық қондырғылардың қуатын арттырумен бірге бақылай және басқару жүйелерінің ақпараттық қуаты да артады. Сондықтан басқару пультіндегі оператор жүздеген технологиялық параметрлердің өзгерісін бірден бақылай алмайды. Мұндай жағдай ЭЕМ-ді қолдану негізіндегі АБЖ қолдануды талап етті.
ЭЕМ-нің ТП АБЖ-гі негізгі жұмыс режимдерін қарастырайық:
Ақпараттық режим.
ЭЕМ-ге басқару объектісінің жағдайы туралы ақпарат, соның ішінде бақыланылатын және басқарылатын шамалардың мәндері енгізіледі. ЭЕМ көмегімен алынған объекті жайындағы деректер дисплейге шығарылады; ТБО жұмыс сапасының көрсеткіштерін есептеуде қолданады; одан ары өңдеу үшін жоғары орналасқан АБЖ-не беріледі. Оператор машина шығаратын ақпаратты қолданып, басқару пультінен технологиялық процесті басқарып отырады.
Бұл режим технологиялық процесті ЭЕМ арқылы тікелей басқаруды жүзеге асыру конструктивті күрделі және экономикалық тиімсіз болған жағдайда, сонымен бірге технологиялық процесте қиын байқалатын өзгешеліктер болған жағдайда қолданылады.
Сурет 1.4 Ақпараттық режимдегі ТП АБЖ-нің құрылымы
Супервизорлы басқару режимі.
Супервизор - ЭЕМ-нің негізгі бағдарламасының атауы. ТП АБЖ супревизорлы режим жұмысының негізгі артықшылығы - жергілікті реттегіштерді (жергілікті, жеке) ЭЕМ көмегімен автоматты басқару. Мұндай жүйелерде басқару контуры ЭЕМ арқылы тұйықталған және оператордың функциясы жалпы процесс жүрісін бақылау болып қалады. Адамның қатысу сирек, күтпеген (апаттық) жағдайлар пайда болғанда талап етіледі.
Оператордың өзгеру кезіндегі процесс басқарылуына түзетулер енгізуіне мүмкіндігі бар, мысалы, өндіріліп жатқан өнімнің құрамына немесе шикізатына.
Сызба бойынша тұйықталған жүйе жергілікті реттегіштер көмегімен, егер ЭЕМ жұмысын тоқтатса да жұмыс істейтіні көрініп тұр. Реттегіште жарғылардың мәндері айқындалады және ол ЭЕМ-де есептелген соңғы мәнге тең болады. Кейін оператор жарғыларды қолмен басқару арқылы өзгерте алады.
Берілген сызба үлкен залал немесе ірі экономикалық зиян келтіретін апаттарға әкеліп соғатын маңызды технологиялық агрегаттарды басқару кезінде қолданылады.
Жергілікті реттегіштер мен ЭЕМ-ді бір басқару жүйесінде қолдану, оның бағасын арттырады және күрделірек етеді.
Негізгі артықшылығы: жоғары сенімділік.
Сурет 1.5 Супервизорлы басқару режиміндегі ТП АБЖ-нің құрылымы
Мұндай ТП АБЖ - де АМ іске қосу үшін қолданылған сигналдар ЭЕМ-нен тікелей келеді және басқару жүйесінде жергілікті реттегіштер болмайды. ЭЕМ бұл режимде таңдалған бақылану заңын бағдарламалық жүзеге асырады, басқарушы әсерлерді есептейді және олардың БО АМ берілуін қамтамасыз етеді. Оператордың функциясы жүйенің жұмысын бақылап отыру болып табылады.
Артықшылығы: жоғары жылдам әрекет, басқарудың күрделі заңдарын жүзеге асыру. Кемшілігі: сенімділігі аз.
Сурет 1.6 Тікелей басқару режиміндегі ТП АБЖ-нің құрылымы
АБЖ-де ЭЕМ күрделі технологиялық процестермен бір уақытта бірнеше режимде жұмыс істей алады. Бір параметрлерге тек ақпараттық функциялар, басқаларға - супервизорлы режим, ал үшіншілерде тікелей басқару орындалады.
ТП АБЖ есептерін алгоритмдеу
ТП АБЖ-ны алгоритммен қамтамасыз етуін үш топқа бөлуге болады:
а) Ақпаратты жинау және бастапқы өңдеу алгоритмдері.
б) Арнайы математикалық қамтамасыз ету алгоримдері (интегралдау, салыстыру, шығынның өзгерісі кезінде түбірден шығару, т.б.).
в) Ақпаратты шығару алгоритмдері.
г) Жалпы жүйелік қамтамасыз ету алгоритмдері (операциялық жүйе жұмысының алгоритмдері).
Ақпаратты жинау алгоритмдері жинау реттілігін және сәйкес жады бөлімдеріне ақпараттың жазылуын анықтайды. Сұрақтың мезгілдігі технологиялық параметрдің өзгеру сипатына тәуелді, ал артықшылық - технологиялық мәнділікке тәуелді. Сұрақтың реті қатаң болуы мүмкін, яғни қатал реттілікпен өндіріледі; немесе дағдыландырғыш, мысалы, егер кездейсоқ параметрдің мәні апаттық мәнге жақын болса, онда олар сұралады және жадыға ең алдымен енгізіледі.
- Аналогты сигналдарды таңбалау (ауқымдау)
Датчиктің шығыс сигналы мен технологиялық параметрдің айқын мәні арасындағы функйионалдық байланысты алу таңбалау мақсаты болып табылады. xmax, xmin ,xи - датчиктің шығыс сигналының x(t) ең үлкен , ең кіші және өлшенетін мәндері болсын, ал ymax, ymin - айқын бірлікті датчиктің өлшеу аралығының xmax пен xmin-ға сәйкес келтірілген y(t) ең үлкен және ең кіші мәндері. Онда КТ = шамасы таңбалау коэффициенті деп аталады және технологиялық параметрдің мәнін y(t) өлшеу бірлігіне сәйкес анықтау келесі формула бойынша жүзеге асады:
y(t) = KT(xи - xmin) + y0,
мұнда y0 - жылжу, яғни технологиялық параметрдің бастапқы мәні.
Бағдарламалық блок түріндегі таңбалану функциясы ЭЕМ жадысына салынады және ақпаратты өңдеудің жалпы алгоритмінің бір бөлігі болып табылады. Таңбалану функиясының көмегімен ЭЕМ-де есептелген технологиялық параметрдің айқын бірлікті мәні негізгі бағдарламаның одан арғы жұмысы кезінде қолданылады.
Мысал
Термокамерадағы температура, 300-ден 1000 ºC дейінгі аралықта өлшенетін және бірыңғай шығыс сигналы 4-тен 20 мА түрінде болған термоэлектрлік түрлендіргіш көмегімен өлшенеді. = T(I) таңбалану функциясы Т(I) = (xи - 4) + 300 ºС = 43,75*I + 300 ºC түрінде болады. Тоқтың кез келген мәні үшін температураның айқын мәнін өлшей аламыз.
I = 10 мА нүктесінде Т = 562,5 ºC.
- Нақтылықты бақылау
Бастапқы мәліметтердегі қателерді табу мақсатына қолданылады. Тексеру xmin = x(t) = xmax нақтылдық диапазонында жүргізіледі немесе параметрдің жылдамдығының өзгерісі Δxmin = [xi(t)- xi-1(t)] = Δxmax болуы қажет. Нақтылықты есептеу мақсатында алдыңғы мәндер қабылдана алады (орташа, шекаралық және т.б.). Егер нақтылы емес мәндер анықталса, онда басқарушы жүйе апаттық жағдай туралы немесежәне технологиялық процессті тоқтатады.
- Фильтрлеу (Сүзгі)
Технологиялық процесстің параметрлеріндегі кездейсоқ бөгеттерді, шуды және бөгде сигналдарды азайтуға қолданылады.
Өлшеу нәтижесі Y(k) әдетте пайдалы сигнал X(k) және аддитивті бөгет Z(k) түрінде сипатталады, ол дегеніміз
Y(k) = X(k) + Z(k).
АЖБ ТП бөгет көзі болып электромагнитті наводка, вибрация, ағыннын турбуленттілігі, датчиктердің өзіндік қателігі және т.б. бола алады.
Қарапайым сүзгілерге келесілерді жатқызуға болады:
- Өлшемдер жиынтығының өңдеу алгоритмі
ХФ(i) = X(k), где ХФ(i) - сүзгінің шығысы.
Шындығында ол кірістегі сигналдың арифметикалық ортасын есептейді. Х тұрақты болған жағдайда алгоритмді қолдануға болады.
- Рекуррентті алгоритм
ХФ(i) = ХФ(i-1) + [ХФ(i) - ХФ(i-1)]
- Тайғақ (ағымдағы) орташа сүзгісі
ХФ(i) = Х(j)
Сигналдың соңғы өлшеулері К орташаланады.
- Экспоненциалды сүзгі
Аппараттық үйлесім болып RC-тізбегі табылады.
Қарастырылған сүзгілердің жұмыс алгоритмі АБЖ негізгі басқарушы бағдарламасының құрамындағы бағдарламалық блок (бағыныңқы бағдарлама) түрінде жүзеге асады
Ақпартты шығару алгоритмдері
Ақпартты көрсету, басып шығару құрылғыларына шығару кезіндегі операция реттілігін, тым төменгі немесе тым жоғарғы деңгейдегі ТП АБЖ-мен ақпарат алмасуын, атқарушы механизмге әсер ететін басқарушы әсерлердің шығару реттілігін анықтайды.
Ақпаратты өңдеу алгоритмдерінің реттілігін 7-суретте берілгендей сызба түрінде көрсетуге болады.
Сурет 1.7 ТП АБЖ-гі ақпаратты өңдеу алгоритмдерінің реттілігі
Сурет 1.8 ТП АБЖ-ң ТҚК-нің құрылымды - функционалдық сұлбасы
АЛҚ - арифметикалық-логикалық құрылғы
Эт-зЖЕСҚ - ажырату, қуат көзінің жоғалу жағдайында анағұрлым маңызды технологиялық және жүйелік параметрлер мен деректерді сақтауға арналған, энергияға тәуелсіз ЖЕСҚ
ҚБЕСҚ -уақытша-тұрақты параметрлерді сақтауға арналған қайта бағдарланатын (тұрақты-айнымалы) есте сақтау құрылғысы.
ЖСҚ - жүйелік сыртқы құрылғы (тіркейтін, кескіндейтін, басып шығаратын )
ЖСҚ-мен КҚ - ЖСҚ-мен кездесетін құрылғы
БМ - байланыстың машинааралық, жүйеаралық модулдері
БП - басқару пульті
БО - басқару органдары
ТП АБЖ-ң ТҚК-нің элементтер құрылымын толығырақ қарастырайық
Дискретті сигналдарды енгізу модулдері
Сурет 1.9 Дискретті сигналдарды енгізу модулдері
Кросс (клеммник, монтаждау ақысы және т.б.) датчиктің шығыстары келесі құрылғылармен келісуі үшін арналады.
НТ сигналды күшейту (азайту), фильтрлеу, бір түрден басқа түрге (мысалы, пневматикалықты электрлікке және т.б.) түрлендіру үшін арналады.
Санауыш белгіленген уақыт ішінде датчиктен бірнеше рет сұрау үшін қолданылады.
Дискретті сигналдардың шығару модулдері
Сурет 1.10 Дискретті сигналдардың шығару модулдері
УСР - уақытша сақтау регистрлері аралық деректерді сақтауға арналады.
ГШКҚ - гальвандық шешілу мен келісу құрылғысы. Тізбектердің гальвандық шешілуі - сыртқы тізбектердегі ақауларды, келеңсіз жағдайларды (қысқаша тұйықталу, щоқтар, үлестіру потенциалдары) болдырмау мақсатында, ЭЕМ мен контроллердің шығыс модулдерінен сыртқы тізбектер мен сыртқы құрылғыларды басқару тізбектерінің гальвандық бөлінуі.
Дискретті шығару каналының құрамында кілттердің (релелік, жартылай өткізгіш)әр түрлері қолданылуы мүмкін.
Аналогты сигналдың енгізу модульдері
Сурет 1.11 Аналогты сигналдың енгізу модульдері
ТП АБЖ-гі тәжірибеде тұрақты тоқтың аналогты сигналдары 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА және тұрақты тоқтың кернеу сигналдары +-0-10 мВ, +-0-50 мВ, +-0-100 мВ, +-0-1В, +-0-1,25В, +-0-5В, +-0-10В, бір және екіполярлы, соның ішінде ЭЕМ және PCL-карт модульдері тек айнымалы токтың кернеуімен ғана жұмыс атқара алады.
Анологты сигналдардың шығару модулдері
Сурет 1.12 Анологты сигналдардың шығару модулдері
Іс-тәжірибеде енгізу-шығару каналдарының көптеген құрылғылары бір құрылғы құрамына біріктірілген.
Мысалға, Analog Devices фирмасының термопараларымен жұмыс істеуге арналған 5В сериялы модулі сигналдың түрленуін, гальвандық шешілуін және нормалануын қамтамасыз етеді.
Негізгі терминдер мен анықтамалар
ТП АБЖ - технологиялық процестерді тікелей адамның қатысуынсыз басқаруға арналған бағдарламалық және техникалық құралдар жиынтығы.
ТБО - бірыңғай материалдық және энергетикалық ағымдармен өзара байланысқан агрегаттар мен жабдықтар жиынтығы.
ТП - бастапқы материалдар күйінің өзгеру реттілігі (яғни кеңістіктегі орналасуы мен физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгерісі).
Үздіксіз ТП - деп, параметрлерінің өзгерісі үздіксіз аналогты түрде жүретін технологиялық процесті айтамыз (бу алу процессі).
Дискретті ТП - деп, өзгерісі дискретті күйлердің: ашық-жабық, қосу-ажырату, сигналдың болуы-сигналдың жоқтығы, реттілі ауысуы арқылы анықталатын технологиялық процесті айтамыз (гидрометаллургиядағы реагенттерді мөлшерлеу, СБП станоктарында детальдарды өңдеу және т.б.).
2 АБЖ ТП құрастырудың әдісі
2.1 Технологиялық процесстердің жүйелерін автоматтандырылған жобалауға тапсырма
- Өндіріс орнының аты және жобаның тапсырмасы (мысалға, УМЗ АҚ №1 цехының ФБА ерітіндісінің корректировкасы мен тазалау бөлімінің автоматтандыруы).
- Жобалауға негіз (берілген автоматтандару объектісіне экономикалық мақсатқа лайық технико-экономикалық негіз).
- Автоматтандырылған жүйе жобасымен қамтылған өндірістер, цехтар, құрылғылар, егер әрбіреуінде арнайы шарттар болса оларды қарастыру қажет (мысалы, өртке және жарылысқа қауіпті орындар класы, мұндағы агрессивті, ылғалды, дымқыл, шаңданған қошаған орта және т.б.).
- Жобалаудың сатылылығы.
- Техникалық проектінің нұсқаларын дайындауға талаптар.
- Автоматтандырудың жоспарланған деңгейінің күрделі шығындарына және ғылыми-зерттеу жұмыстарына, тәжірибе-құрастырушылық жұмыстарға және жобалау жұмысына шамамен алынған шығын.
- Автоматтандырудың деңгейі мен көлемі бойынша технологиялық процесті басқаруға және объектіні басқарудың құрылымын орталақтандыруға ұсыныстар (ол дегеніміз технологиялық процестің толық автоматтандырылуы қажет пе, кейбір технологиялық процесстердің шектерін жарым-жарты автоматтандыру немесе тек технологиялық объектінің бақылау жүйесін құрған жеткілікті ме және технологиялық процесстің жұмысы туралы мәліметтерді жинастыру).
- Орталықтандарылған және жергілікті басқару пунктерін, щиттерді және пульттерді орналастыруға ұсыныстар (диспетчерлер орны, цехтіктер, агрегаттықтар және т.б.).
2.2 ТП АБЖ Мәліметтер мен материалдар
- Құрылғылардың сипаттамалары, құбырдың ішкі диаметрлері және коммуникациялары, қабырғалар қалыңдығы және тұрбалардың материалдары бар технологиялық схемалар.
- Қажетті сипаттамалар мен талаптары бар бақыланатын және реттелетін параметрлер тізімі (ол дегеніміз технологиялық параметрлердің оптималды, анықталған және апаттық мәндері).
- Құбыр коммуникацияларының және технологиялық құрылғылар орналасқан бөлімшелердің сызбалары, оның ішінде щиттар мен пульттер орналасуға ұсынылған орында (план және кесу сызбасы).
- Технологиялық құрылғылар сызбасы, оның ішінде: автоматтандырудың құралдары мен приборлардың орналасуы, приборлардың құрылғыларымен бірге басқару жүйелеріндегі автоматтандыру құралдары комплект түріндегі сипаттамасы, щиттар мен пульттардың комплектілік сызбалары және т.б.
- Автоматтандырылған жүйелердің техникалық құралдарының орналасуы мен орнатылу орындарының құрылыстық сызбалары.
- Автоматтандыруды жобалау кезінде қолданылатын электроқозғаушыларды басқару, пусктік аппаратура және басқару бекеттерінің сызбалары.
- Шығын, қысым, су температурасы тұрбаларының диаметрлерінің көрсетумен сумен қамтамассыз ету сызбасы.
- Қысым, температура, ылғалдылық, және ауаның шаңдануы көрсетілген, ауаны тазалау және кептіру құрылғыларының бар екенін анықтаудың ауамен қамту сызбасы.
- Реттеуші органдардың, жіңішкерту құрылғыларының және сұрақ беттерін толтыру үшін қажет мәліметтер.
- Автоматтандыру жүйесіне сенімділік талаптары (анықталған уақыт мезетіндегі АБЖ ТП элементтердің мәндерді кабыл алмауының ықтималдығы, резервтеудің (екі еселенген резервтеу) қажеті бар ма жоқ па).
- Ғылыми-зерттеу жұмыстарының, тәжірибе-құрастырушылық жұмыстардың нәтижелері, олар басқару объектісінің динамикалық қасиетінің математикалық сипаттамасынан тұруы қажет. Егер осы математикалық тәуелділіктер белгісіз болса, онда жобалаудың тапсырмасында тәжірибеден немесе осы түрде жұмыс атқаратан құрылғылардың эксперименталды уақыт немесе жиілікті сипаттамалары немесе әрбір басқару каналында объектінің динамикалық сипаттамаларын графикалық түрде көрсететін сипаттама берілуі қажет (үдеу қисығы немесе АФЖС графиктері).
2.3 Жобалау құжатнамасының құрамы
Жобада келесі құжатнама құрылады:
- бақылау мен басқарудың құрылымдылық схемасы (күрделі көпдеңгейлі басқару жүйелеріне);
- техникалық құралдар комплексінің (ТҚК) құрылымдылық схемасы;
- технологиялық процесстердің автоматизацяларының функционалды схемалары;
- автоматтандырылған бақылаудың, реттеудің, басқарудың, сигналдатудың және қоректенудің принципиалды электрлік, гидравликалық және пневматикалық схемалары;
- щиттар мен пульттардың жалпы түрлері;
- щиттар мен пульттардың монтажды схемалары немесе электрлік және тұрбалық сымдардың щиттар мен пульттардағы монтаждау кестелері;
- сыртқы электрлік және тұрбалық схемалар;
- өндірістік және әкімшілік орналастырудағы щиттар мен пульттардың, техникалық есептеу құрылғыларының орналасуы көрсететін жоспар;
- электрлі және тұрбалы сымдардың, автоматтандырудың құралдарының орналасуының жоспары;
- приборлардың, автоматтандырудың құралдырының, есептеу техникасы құралдарының, электроаппаратураның, құбыр арматурасының, щитар мен пульттардың, негізгі монтажды материалдар мен бұйымдардың және стандарталмаған құрылғылардың спецификациялары мен мәлімдеу ақпартізімі;
- АБЖ ТП элементтеріне өзгертулер мен монтаж бойынша ұсыныстары бар түсіндіргіш хат, мұнда регуляторларды таңдау есептеулері мен құрылғының жұмысының әр түрлі технологиялық режимінде табылған параметрлерінің шамамен мәні болуы қажет;
- объектінің автоматтандыруымен байланысты тапсырыс берушіге тапсырмалар:
1) автоматтандыру құралдарын электроэнергиямен, қысылғын ауамен, гидравликалық энергиямен, жылутасымалдаушымен және талап етілген параметрлері бар хладоагентпен қамтамассыз ету;
2) автоматтандыру жүйелерінің орындарын жобалауға (щиттар мен пульттарды, есептеу құрылғыларын, датчиктерді және т.б. орнатуға), сонымен қатар оперативті жұмыскерлердің жұмыс атқару орнына (туннелдер, каналдар, этакадалар және т.б.), құрылыс конструкцияларындағы ойық және төсегіш құрылғыларда;
3) өндірістік байланыс құралымен қамтамассыз ету;
4) құбырларда, технологиялық құрылғыларда төсегіш құралдарын, біріншілік приборларды, реттеуіш және ілмектік оргнадарын және т.б. орнату мен орналастыру;
5) өрт сөндіру және өрт сигнализациясы құрылғыларына.
- Датчиктер, түрлендіргіштер, орындаушы құрылғылар және реттеуші құрылғыларының технологиялық құрылғыда монтаж жасауға қажетті төсейтін құрылғылар сызбасы (бобышкалар, штуцерлер, гильзалар, қалталар, ұлғайтқыштар, фланцты қосқыштар, жауапты фланцтар, ауыспалы патрубкалар және т.б.).
2.4 Технологиялық процесстің формалануы
Технологиялық процесстің жалпы реті келесі кезеңдерден тұрады: технологиялық процесс кез келген әңгіме түрінде оның қалыпты жағдайда және апаттық жағдайларда жұмыс істеуі сипатталатын маңызды суреттеуді құратсыру;
Циклді процесс жағдайында:
- бақыланатын параметрлер мен орындаушы приводтардың жағдайларының өзгеруімен сипатталатын циклді тактілергі бөлу.
Технологиялық такт - қосылған командалық (пернелер, кілттер), хабарлағаш (датчиктер) және орындаушы (электрлі, гидроприводты, электромагнитті, муфталы) комбинацияларының өзгеріссіз болған кезінде жұмысы кезіндегі соңғы интервал.
- алмасудың себебін білу қажеттілігі үшін апаттық және қалыпты жағдайларда бір тактіден екіншіге өтуінің анализі, ол дегеніміз командалық және орындаушы органдардың алмасуды шақыратын өзгерістерді табу;
- басқару объектісінің кірістері мен шығыстары арасындағы себеп-тергеу және логикалық жағдайларды технологияның талаптарына сай табу;
- формаланған графикалық функциялану алгоритмінің ұсынысын кесте, циклограмма, график және т.б. түрінде құру.
Үзіліссіз технологиялық процесс кезінде:
- технологиялық объектінің қосылуы, қалыпты жұмыс істеуі кезінде және тоқтатылуы кезіндегі операциялар тізбегінің сипаттамасы;
- бір режимнен екінші режимге өту, ол дегеніміз командалық және орындаушы органдардың жағдайларының өзгерісін табу.
Бақылауға қажетті кірістегі және шығыстағы технологиялық парметрлер қарастырады (егер олар жобалаудың тапсырмасында көрсетілмесе).
Кірістегі және шығыстағы параметрлер арасында тәуелділікті анықтайды, ол дегеніміз басқару объектісінің статикалық және динамикалық қасиеттерін анықтайды (АБТ (автоматты басқарудың теориясы) курсында айтылған методика бойынша, егер олар жобалаудың тапсырмасында көрсетілмесе).
Реттеу объектісінің динамикалық қасиеттері туралы ұсыныс өтпелі процесс графиктерін береді (өтпелі сипаттамалар).
Сурет 2.1 Өтпелі процесті динамикалық объектінің қасиеттерін анықтау
Өтпелі процесстің графигін салу үшін бау диаграмасы бар екіншілік приборда автоматтандырылған үзілісіз тіркеу мен бақылау жүргізеді немесе ЭЕМ-дағы сол шығыстағы шаманың мәніне to уақыты мезетінде 10-15% кірістегі шаманы өзгертеді. Ол кезде барлық кірістегі шамалар сол қалпы қала береді. Реттелетін параметрдің өтпелі процессі диаграммада to нүктесінен бастап орнатылған уақытқа дейін бір қисық түрінде көрсетіледі. Өтпелі процесстің сипаттамаларын алуды технологиялық процесстің әр түрлі жұмыс режимінде кірістегі шаманы секірмелі түрде бірнеше рет өзгертіп, кему жағына, алып отырады. Автоматты тіркеуді жүзеге асыруға болмаған жағдайда зерттеіп жатқан шығыстағы шаманың автоматтандырылған тіркеуі қолмен жүзеге асырылады.
Жоғарыдағы графикте (3 сурет) өтпелі процесстердің әсер етушісі көрсетілген, to уақыт аралығында енгізілген, кірістегі шама өзгерісі Q. Ал төмендегі графикте шығыстағы параметрдің у уақыт бойынша өзгерісі көрсетілген, объектіге әсер ету барысында пайда болған. Шығыстағы параметр у бастапқы деңгейге аб қарағанда ид жаңа деңгейдегі У шамасына өзгерді. Объектінің динамикалық көрсеткіштерін бағалау үшін лж қисығын жүргізеді у-тің өзгеріс сызығына жанама жүргізіледі оның иілу орнында. кг бөлігі процесстің артта қалуын білдіреді; бұл т уақыты реттелетін параметрдің интенсивті түрде өзгеруіне дейін әсер ету моментінен бастап өткен уақыт:
τ=τ0
Мұндағы то -- транспортты кешігу (ке бөлігі); тп -- ауыспалы немес сыймдылықты кешігу, (ег бөлігі). Өтпелі процесстің уақыты уақыт тұрақтысы То-мен белгіленеді.
Регуляторды таңдау және реттеу заңын анықтау.
Регуляторды таңдау кезінде негізгі тапсырма - реттеу объектісінің динамикалық қасиеттеріне қолдана алатын регуляторы бар реттеу заңын анықтау. Регуляторды таңдау үшін келесі түсініктерді қолдануға болады.
Екіпозициялы реттеуді кешігуі аз, тұрақты немесе өте аз өзгеретін жүк кезінде немесе мына шартқа сәйкес объектілерге қолданған жөн
Мұндағы т -- объектінің толық кешігуі; То -- объектінің уақыт тұрақтысы.
Өзіндік тегістеу қасиеті жоқ сыйымдылықты объектілірге екіпозициялы реттеу қолданылады. Реттеудің сапасы көбінде датчиктің сезімтал элементінің инерттілігіне тәуелді.
Көпсыйымдылықты объектілерде екіпозициялы реттеу реттелетін шаманың тұрақтылығына аз талаптандырылады.
П-реттеу орта сыйымдылықты, аздаған кешігуі бар және жүктің аздаған тербелісті объектілерде қолданылады. Ол өз қажеттілігін бірсыйымды және екісыйымды объектілерде табады.
Тербелмелі жүгі бар объектілерді реттеуге П-реттеу жарамайды.
И-реттеуді әр түрлі сыйымдылыққа ие жүктің баяу өзгерісі барларда өздік тегістеу объектілерінде қолданылады.
Реттеудің оптималды көрсеткіштері қалдық катесіз өздік тегістелу объектілерін реттеу кезінде қол жете алады, оларда уақыт тұрақтысы То 2-40с аралығында жатады. Бүкіл ретттеу уақытының кешігуі тұрақты жылдамдықты И-реттеу деңгейді, температураны, қысымды реттегенде жағымды нәтижеге әкеледі, егер объект үлкен кешігуге және уақыт тұрақтысы көп емес болса. Реттеудің тұрақтылығын қамтамассыз ету мақсатында И-регулятор кейбір сезімтал емес зоналы болуы қажет.
ПИ-реттеуді кез келген сыйымдылықты объектілерде қолданады (соның ішінде көпсыйымдылықты), үлкен кешігілермен бірақ жүктіліктің баяу өзгерісі кезінде. Бұндай реттеу кезінде бұл тәуелділік рұқсат етілген
ПИД-реттеу кез келген сыйымдылықты объектілерде қолданылады, өте үлкен кешігумен және үлкен және тез өзгертілген жүктілік кезінде. Бұл регуляторларды мұндай осы қатынасқа сәйкес регуляторларда қолданған жөн
Импульсті регуляторларды кешігуі көп емес, орташа сыйымдылықты және тұрақты баяу өзгеретін жүктілік кезінде объектілерде қолдануға болады, сонда
0,510
Объектінің сыйымдылығы деп шығыстағы параметрдің белгілі бір мәніндегі энергия немесе заттың қоры аталады. Объектінің сыйымдылығы сыйымдылық коэффициентпен сипатталады, ол дегеніміз объектіге берілетін (немесе алынатын) және параметрдің шамасының өзгеруіне қажет бірлікпен реттелетін агент саны. Мысалы, бактағы су деңгейіе реттеу кезіндегі сыйымдылық коэффициентінің өлшем бірлігі м[2] '[м3 м (деңгейдің ұзындығы)]. Бактың сыйымдылық коэффициенті үлкен диаметрмен көп болады.
Әр түрлі диаметрлі ыдыстардағы деңгейдің өзгерісі аз диаметрлі ыдыста тез түседі. Сыйымдылық коэффициенті аз реттелетін объектілерде реттелетін парметрдің ауытқуы (басқа дұрыс шарттарда) коэффициенті көптерге қарағанда үлкен болады.
Қысымды реттеу кезінде сыйымдылық коэффициентін реттелетін объектідегі сұйықтық немесе газдың көлемін реттелетін қысымға бөліп табады. Температура реттелетін объектілерде сыйымдылық коэффициенті жылу мөлшерін температура мәніне немесе объектіге негізілетін жылу мөлшеріне қатынасы ретінде табылады, температура 1 градусқа өзгеу үшін.
Бір объектіде бернеше процесс бола алатындықтан, бұл объектінің сыйымдылығы мен сыйымдылық коэффициенті әр түрлі болуы мүмкін. Бірдей әсер ету кезінде, сыйымдылық коэффициенті аз болған сайын, реттелетін параметр тез өзгереді, және керісінше.
Реттеу объектілері бір бірінен сәйкес кедергілері бар технологиялық құрылғыларының әртүрлілігімен айырылады. Температураны реттеу кезінде бактағы сұйықтықтың деңгейін реттеу кезінде материалдық термиялық кедергісі болады -- қосылған құбырлардың гидравликалық кедергісі және ілмектік арматура. Кедергі мен бір сыйымдылықтан құралған автоматтандырылған реттеу объектісін бірсыйымдылықты деп атайды. Бірнеше сыйымдылықты, реттеу процесіне қатысатын және арасында кедергімен ажыратылғандарды көпсыйымдылықты деп атайды.
Реттеу объектісінің өзіндік тегістелуі деп реттеліп отырған парметрдің мәні беруді өзгерткен жағдайда немесе тұтыну кезінде стабильді мәнге ұмтылатын реттеу объектісінің қасиеті.
Ыдыстың сұйықтыққа толу мысалында өзіндік тегістелу процессін қарастырайық. 1 насосымен берілетін сұйыұтық (94,а сурет), 3 багіне 2 трубкасы арқылы түседі, оның ұшы бактағы сұйықтықтың деңгейінен жоғары деңгейде орналасқан. Бактан сұйықтық 5 насосымен 4 трубкасы арқылы алынады. Келу Qn және шығын Qp балансының бұзылғаны жағдайында бактағы сұықтық мөлшері көтеріледі, бак толғанынша, немесе керісінше төмендейді, бактағы су біткенші. Бұл жағдайда процессте өзіндік тігстелу жоқ.
Сурет 2.2 Процессі алдыңғы жағдайдағы сияқты су
2.2 суретте өзгертілген реттеу процессі алдыңғы жағдайдағы сияқты су бакқа 1 насосымен берілген жағдайда, бірақ бактың түбіне қосылған 4 трубкасы арқылы еркін түрде шығындай береді. Шығын мен беру теңдестірілменген жағдайда бактағы сұйықтықтың деңгейі өзгереді: егер беру шығыннан көп болса, деңгей көтеріледі. Бірақ гидростатикалық қысым көбею нәтижесінде шығын трубкасынан шығатын су мөлшері де көбееді. Біраз уақыт өте келе су деңгейінің көтерілгенінен кейін, шығын құйылудың көбеюіне әкеледі, тағы теңдестірілу байқалады, ал ары қарай бактағы су деңгейі толуды тоқтатады. Құйылу азайған кезде су деңгейі де шығы құйылым мөлшеріне тең болғанша, азая береді. Процесс тағ теңдстірілген жағдайға келеді. Сонымен, қарастырылған процесс өзіндік тігістелу қасиетіне ие болды.
Технологиялық процесстерге әсер етуші факторлар тепе-теңдікті бұзады. Бұл өзгеріс әр түрлі бола алады. Бұл жағдайда реттеліп отырған параметр әр бұзу кезінде жаңа мәнге: әсер еткеннен кейін құйылуға тең, қабылдап отырады. Басқа жағдайда параметр әсер еткеннен кейін үзіліссіз өзгеріп отырады. Бірінші жағдайда реттеу объектісі өзіндік тегістелу қасиетіне ие, ал екіншіде жоқ. Өзіндік тегістелудің болуы автоматтандырылған реттеу тапсырмасын әлдеқайда жеңілдетеді.
Кешігу - параметрдің басқа мәнге толығымен орнытылуы үшін қажет уақыт, инерттіліктін толық өту процессі. Кешігуді сыйымдылықты, өтпелі және қолдан-қолға жіберілетін (передаточное).
Сыйымдалақты кешігу деп реттелетін шаманың шығындалуы мен көбеюі кезіндегі объектінің сыйымдылығымен көрсетілетін немес жылулық пен гидравликалық кедергілердің өзгерісіндегі баяулықты атайды (мысалы, изоляциясы бар қабырға арқылы өтетін жылу; бұл кезде жылуды жіберу жылдамжығы көп болған сайын, кешігу де артады).
Қолма - қол жіберу кешігуі - жылу мен басқа фактордың қозғалысы кезінде беру орнынан өлшеу құралы орналасқан орынға дейін жету үшін белгілі бір уақыт қажет ететін реттелетені параметрдің өзгерісінің тоқтауы.
Технологиялық параметрлерді өлшеудің тәсілдерін қараытырады.
Мысалға:
- Температураны өлшеудің контактілі (манометрлі термометрлер, термопаралар, терпокедергілер және т.б. көмегімен) немесе контактісіз (пирометрлер көмегімен).
- Акустикалық, буектық, пъезометрлік, гидростатикалық, және т.б. деңгейді өлшеу тәсілдері.
- Индукциялық, ультрадыбыстық немесе шығынды стандартты сығушы құрылғылар көмегімен өлшеу және т.б.
Технологиялық параметрлердің өлшеу тәсілдері өлшеу жүргізілетін технологиялық орталардың қасиеттері арқылы анықталады, технологиялық процесстердің және қоршаған ортаның ерекшеліктері болып датчиктердің орналасу орны болады. Технологиялық параметрлердің осы не басқа түрлерін қолдану туралы ұсыныс және сәйкес приборларды қолдану Автоматтандыру приборларын монтаждау және жөндеу курсында берілген, сонымен қатар арнайы әдебиеттерде.
Технологиялық параметрлердің олардың өз номиналды мәндерінен мүмкін болатын шашуын анықтайды және осы мәліметтер бойынша өлшеу шектерін, датчиктер мен приборлардың дәлдік класстарын, сонымен қатар АЦП контролерінің және ЭЕМ-ге сигналдарды аналогты енгізу модульдерінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Таратылған басқару жүйесін (DCS - Distributed Control System) кеңістікте әр жерге таратылған бір бірінен тәуелсіз көптеген құрылғылардан тұратын және ортақ тапсырманы орындау үшін қызмет етіп, өзара әрекеттесетін жүйе деп қарастыруымызға болады. Бұл жүйені қолдану түрлі құрылғылардың көбеюінің есебінен орын алады. Яғни әр аймақта таратылған контроллер және кіріс-шығыс құрылғыларының жүйесінен құралады. Сондай-ақ әр контроллер өз тобындағы құрылғылармен әрекеттесіп өзіне тиесілі тапсырманы орындайды.
Барлық жерде жылуды есепке алу құрылғыларын орнату үлкен басымдылыққа ие бағыттарының бірі болып табылады. Алайда есеп алу құрылғыларын орнатуды жүргізгеннен кейін ол құрылғылардан жедел түрде әрі реттелген түрде ақпарат жинап отырудың қажеттігі туындайды. Әдетте мәселе он немесе он бес жылуды есепке алғыштардан ақпарат алу қиындықтар туғызбайды. Қазіргі кезде көптеген мамандар қызмет ететін құрылғылардың көбеюіне байланысты қиындықтар туындауда. Бұл өз кезегінде ақпаратты автоматты түрде жинауды ұйымдастыруды қажет етеді. Диспетчерлік қызмет те жылумен қамту жүйесінде талқыға салынатын мәселе болып қалып отыр. Осы қиындықтарды шешу мақсатында өте тиімді болып саналатын байланыс құралдары арқылы құрылылардан қажетті ақпаратттарды тез әрі дәл сол уақыт мезетінде дәл мән алуға мүмкіндік туындап отыр. Дәлірек айтқанда мобильді интернет негізіндегі GPRS технологиясын қолдану жұмысты жеңілдетіп, шығын азайта түседі.
Іс жүзіндегі GSM желілері арқылы жоғары жылдамдықпен деректемелерді тарату үшін GPRS (General Packet Radio Service) технологиясы, яғни радиоарна бойынша дестелік тарату қызметі әзірленді. GSM-де бар GPRS технологиясы TDMA негізіндегі радиоинтерфейсті деректерді жоғары жылдамдықпен тарату үшін қолданады және үшінші буынды жүйелерді құру үшін аралық қадам болып табылады. GPRS технологиясын қолдайтын жүйелер 2G+ деген атауға ие болды. GPRS-тің базалық спецификацияларын ETSI 1998 жылы деректердің дестелік радиотаратуын жүзеге асыратын GSM фаза 2+ стандартты технологиясы ретінде қабылданды. Шетелдік және отандық ақпарат құралдары GPRS желісінің жалпы ұйымдастырылуымен, желінің негізгі құраушыларын және олардың функцияларын сипаттаумен, физикалық және логикалық арналарды ұйымдастырумен, GPRS хаттамаларының құрылымымен, дестелік таратуды активациялайтын процедуралармен, ішкі желілік адресациямен, GPRS хаттамалық стегінің әр түрлі деңгейдегі деректердің хаттамалық блогын ұсыну форматтарымен, биллингпен және т.б байланысты GPRS технологиясының әр түрлі жақтарын көрсетеді.
1 Автоматты басқару жүйелірінің құрылу қағидалары , мақсаты мен міндеті
1.1 ТП АБЖ қолданудың мақсаты:
- жабдықтың жұмыс режимін белгіленген критерилерге сәйкес үйлесімділеу; (мысалға, отынды аз шығындау арқылы талап етілген сападағы өндірістік буды алу);
- ауыр физикалық және жүйкелік жұмыс мөлшерінен адамды босату;
- ТБО-ң қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету;
- басқару сапасын арттыру арқылы жабдықтың тозуын азайту.
1.2 ТП АБЖ құрылымы
Автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сызбасы жалпы түрде 1-суретте көрсетілген. Автоматтандыру жүйесі автоматтандыру объектісінен және осы объектіні басқару жүйесінен құралады. Автоматтандыру объектісі мен басқару жүйесінің арасындағы белгілі әрекеттестік арқасында, автоматтандыру жүйесі, х1, х2,..., хn параметрлерімен сипатталатын объект жұмысының талап еткен нәтижесін толығымен қамтамасыз етеді.
Сурет 1.1 Автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сұлбасы
Бұл параметрлерге мысалы, технологиялық процестің мақсатына сәйкес соңғы өнімін сипаттайтын шамаларды, технологиялық процестердің жүрісін, оның тиімділігін анықтайтын, апатсыз режимді қамтамасыз ететін және т.б. жеке параметрлерді жатқызуға болады.
Бұл негізгі параметрлерден басқа, автоматтандырудың құрама объектісінің жұмысы y1, y2, ..., уj қосалқы параметрлермен сипатталады. Олар сондай-ақ, бақыланып және реттеліп отыруы қажет (мысалы, тұрақты болу). Мұндай параметрлерге мысалы, технологиялық бу мен сығылған ауа дайындау қондырғыларының, айналма сумен жабдықтау сорап станциясының жұмысын сипаттайтын шамаларды жатқызуға болады.
Бұл қондырғылардан тек технологиялық қондырғының кірісіне шикізат пен белгіленген параметрлі энергия тасымалдаушыны жіберу талап етіледі. Сонымен қатар шикізат пен энергия тасымалдаушылардың қажетті мөлшерін жіберу технологиялық қондырғыға жатқызылатын басқару құралдарымен іске асады.
Жұмыс барысында объектке, х1, х2,..., хn параметрлерінің талап етілген мәндерден ауытқуын болдыратын, f1, f2, ... fi ауытқу әсерлері келіп түседі. Ағымдағы х1, х2,..., хn және y1, y2, ..., уj мәндері жайлы ақпарат басқару жүйесіне келіп түседі және g1, g2,..., gk алдын-ала жазылған мәндермен салыстырылады. Нәтижесінде басқару жүйесі шығыс параметрлерінің ауытқуларының орнын толтыру үшін, ε1, ε2, ... , εm басқарушы әсерлерді өңдеп шығарады.
Сонымен, автоматтандыру объектісі жалпы жағдайда бірнеше басқару бөлімшесінен құралады. Басқару бөлімшелері жеке қондырғылар, агрегаттар және т.с.с. түрінде немесе бірдей қондырғылардың, агрегаттардың жеке параметрлерін басқарудың жергілікті каналы түрінде көрсетілуі мүмкін.
1.3 Құрылымына байланысты ТП АБЖ бөлінеді
1. бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған ТП АБЖ - объектті басқару бір басқару пунктінен жүзеге асатын бірдеңгейлі жүйелер.
2. бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған (таратылған) - күрделі объекттің жеке бөліктері жеке басқарушы құрылғылармен (контроллермен, ЭЕМ, қосымша аспаптармен) дербес басқару пунктінен басқарылатын бірдеңгейлі жүйелер.
3. көпдеңгейлі
Бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған және бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған жүйелердің құрылымдық сызбалары 2-суретте көрсетілген. Онда тілшемен басқару объектісінен басқару жүйесіне және жүйенің басқарушы әсерлерінен басқару объектісіне ақпаратты жеткізудің тек негізгі ағымдары көрсетілген. 2-суретте БП1 - БП3 пункттерінен сәйкес басқарылатын, күрделі басқару объектісінің жеке бөліктері үзік сызықтармен бөлінген.
Сурет 1.2 Бірдеңгейлі басқару жүйесінің мысалдары:
а - бір орталыққа бағындырылған жүйе, б - бір орталыққа бағындырылмаған жүйе
Бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған жүйелер негізінен біршама күрделі емес объектілерді немесе шағын территорияда, технологиялық жабдықтарымен ықшам орналасқан объектілерді басқару үшін қолданылады. Көптеген өндірістік объектілер қазіргі таңда жеке бөліктері бір-бірінен біршама қашықтықта орналасқан күрделі кешендер болып келеді.
Объектілерде негізгі технологиялық қондырғылардан басқа көптеген қосымша қондырғылар-бағыныңқы объектілер (өндірістік қазандық, компрессорлық, айналма сумен жабдықтау сораптық станциялар, қазандық-утилизаторлар, тазарту құралдары және т.б.) бар. Олар технологиялық қондырғыларды барлық энергия түрлерімен қамтамасыз ету үшін, және де технологиялық процестің қалдық өнімін пайдаға асыру және залалсыздандыру үшін қажет.
Сурет 1.3 Үшдеңгейлі басқару жүйесінің мысалы: I- III - басқару деңгейлері
Егер осындай кешенді объекттің басқаруын бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылған жүйе бойынша құрса, онда басқару жүйесінің қатынасы біршама қиындайды, яғни оның құрылысы мен пайдаланылуына кететін шығын бірден өседі, орталық басқару пункті қолайсыз болып шығады. Ақпаратты қайтадан өңдеу үлкен қиыншылықтар әкеледі, оның үлкен бөлігі технологиялық процесті тікелей басқару үшін қажетсіз болып табылады. Басқару пунктінің осы немесе басқа қосымша бағыныңқы объекттен алыстығы, түрлі ақауларды жою үшін қолданылатын шараларды қиындатады. Бұл жағдайда көбінесе бірдеңгейлі бір орталыққа бағындырылмаған басқару жүйесі тиімді болып келеді.
Дегенмен, бірдеңгейлі жүйелердің көмегімен технологиялық процестерді басқару сұрақтарын әрқашан қолайлы шешу мүмкіндігі бола бермейді. Бұл алдымен күрделі технологиялық процестерге қатысты. Онда көпдеңгейлі басқару жүйелеріне ауысу пайдалырақ болады. Мысал ретінде 3-суретте қондырғыларының арасында тармақталған технологиялық байланысы бар күрделі объектінің үшдеңгейлі басқару жүйесі көрсетілген. Жеке технологиялық қондырғылар бір орталыққа бағындырылмау арқылы 1-7 басқару пунктерінен басқарылады. Бұл басқарудың бірінші деңгейі. Осыған сәйкес 1-7 пунктерінен елеулі технологиялық байланысы бар объектілер басқарылады. Осыған байланысты қондырғылардың ең жауапты реттелуші параметрлері 8-10 басқару пунктеріне, басқарудың екінші деңгейіне беріледі. Объекттің технологиялық процесін жалпы анықтайтын негізгі параметрлер үшінші деңгейдің басқару пунктінен басқарыла және бақыланыла алады.
Жобалау кезінде бірінші деңгей үшін әдетте үш басқару режимін қарастырады
- үлкенірек рангтің деңгейінен келіп түсетін командалар;
- тікелей бірінші деңгейде құрылатын командалар;
- үлкенірек рангтің деңгейінен келіп түсетін және тікелей бірінші деңгейде құрылатын командалар.
Екі және одан жоғары ранг деңгейінің төрт жұмыс режимі болуы мүмкін:
oo берілген i-ші рангтің аппаратурасы (i + 1)-ші ранг командасының басқарылатын әсерлерін қабылдайды және жүзеге асырады;
oo командалар тікелей i-ші ранг аппаратурасында құралады;
oo i - ші рангтың барлық басқару функциялары (i-1)-ші ранг аппаратурасына беріледі;
oo командалардың бір бөлігі i-ші ранг аппаратурасына (i+l)-ші рангтан келіп түседі, келесі бөлігі i-ші рангте құралады, ал басқару функциясының бір бөлігі (i-1)-ші ранг аппаратурасына жіберілген.
i-ші ранг аппаратурасында айқын сигнал беру жүйесі бар үш жағдайдағы режимдердің аппараттық және бағдарламалық айырып-қосқыштары болуы қажет.
Аппаратураны 1-режимнен 2-режимге ауыстыру жоғарғы ранг жүйесінің операторының келісімі немесе командасы арқылы жүзеге асады.
Басқару функциясын төменгі рангтың параметрлеріне жіберу тек жіберу туралы команданың қабылдауынан және төменгі ранг жүйесінің операторының, басқарудың басқа функцияларын (командаларды құру) қабылдауға дайын екендігі жайлы келісімінен кейін жүзеге асады.
Басқару жүйесінің көпдеңгейлі құрылымы оның сенімділігін, жылдамдығын, жөндеуге жарамдылығын қамтамасыз етеді. Сонымен бірге басқаруды бір орталыққа бағындырудың қолайлы деңгейі, технологиялық бақылау, басқару құралдарының және олардың арасындағы байланыс сызығының аз мөлшерімен таңдалады. Дегенмен көпдеңгейлі ТП АБЖ , бірдеңгейлілермен салыстырғанда, бағдарламалық қамтамасыз ету мен аппараттық құралдардың бағасының жоғарылығымен, түрлі құрылғылардың жұмысының үйлесімділігі мен жөндеуінің күрделілігімен ерекшеленеді.
1.4 ТП АБЖ басқару деңгейінің саны мен сипатына қарай 1, 2 және 3-класс деңгейлеріне бөлінеді
- ТП АБЖ 1-класына (төменгі деңгейлі ТП АБЖ) басқару объектісінің күйі жайында тікелей датчиктер мен түрлендіргіштерден ақпарат алатын және өндірістің қондырғылары мен агрегаттарын тікелей басқаратын ТП АБЖ жатады. Төменгі деңгейлі ТП АБЖ құрамында басқа ТП АБЖ болмайды.
- ТП АБЖ 2-класына (жоғарғы деңгейлі ТП АБЖ) жеке агрегаттарда (қондырғылар) ТП АБЖ 1-класымен жабдықталмаған жергілікті басқару жүйелері (мысалы, контоллер негізінде немесе қосымша аспаптар негізінде бірконтурлы басқару жүйесі) бар қондырғылар тобын, технологиялық сызықтарды, бөлімшені басқаратын ТП АБЖ жатады.
- 3-класқа (көпдеңгейлі ТП АБЖ) өзінің құрамында ТП АБЖ 1, 2-кластарын біріктіретін және жеке технологиялық қондырғыларды немесе олардың жиынтығын (цех, өндіріс) келісіп басқаруды жүзеге асыратын ТП АБЖ жатады.
ТП АБЖ функциялары
Автоматтандыру функцияларын үш топқа бөлуге болады:
-ақпараттық;
-басқарушы;
-қызметтік.
Ақпараттық функциялар:
- Өлшеу
а) Тура өлшеу: қабылдау, бастапқы өңдеу. Бастапқы өңдеуге сигналды тұрақтандыру, сызықтау, ауқымдау, дискреттеу, фильтрлеу, анықтау бақылауы кіреді. Сигналды тұрақтандыру - бастапқы сигналды бірыңғай түрге келтіру (негізгі қатарлар: 0-5мА; 0-20мА; 4-20мА; 0-10мВ; 0-10 В).
Бастапқы өңдеудің процедуралары аппаратты немесе бағдарламалы түрде орындалуы мүмкін.
б) Жанама өлшеу: тура өлшеуге келмейтін ТБО параметрлерінің есебі мен белгілі үлгі бойынша ( мысалы, деңгейдің өзгерісі бойынша резервуардағы сұйықтықтың азаюын есептеу) басқа параметрлер өлшемімен есептеу.
- Кедергілер мен қорғаныстардың жұмыс істеу сараптамасы.
- Технологиялық қондырғылардың жағдайының диагностикасы.
- Болжам: алдағы кездегі параметрлердің есебі. Қарапайым жағдайда бұл сызықтық экстраполяция.
- Мәліметтер деректерін жазу. Ақпаратты архивтеу және сақтау.
- Деректерді көзбен шолып байқау (экранда, жарықдиодты сызбада ақпараттың бейнеленуі және т.б.).
- Көршілес және жрғары тұрған жүйелермен ақпарат алмасу және т.б.
Басқарушы функциялар.
- Технологиялармен белгіленген, берілген аралықтағы айнымалыларды тұрақтандыру.
- Берілген технологиялық бағдарлама бойынша параметрлер мәні мен режимдердің өзгерісі.
- Берілген алгоритм бойынша технологиялық жағдайларға байланысты басқарушы әсерлерді болдыру және жүзеге асыру.
- Технологиялық агрегаттар арасындағы материалдық ағымдар мен жүктемені тарату.
- Агрегаттардың іске қосылуы мен кідірісін басқару.
Жүйелік (қызметтік) функциялар.
- Бағдарламаны диспетчеризациялай (орындалудың жүйелілігі мен реті).
- Ішкі жүйелік компоненттер (ЖЕСҚ, дербес магнитті дисктегі жинақтауыштар) мен сыртқы құрылғылар (пернетақта, принтерлер, т.б.). арсындағы айырбайстау ұйымы.
- Жүйелік компоненттерді сынақтау.
- Келеңсіздіктер мен тоқтап қалудан қорғаныс.
- Апаттық және апат алды жағдайларындағы (операциялық жүйе тоқтап қалған кезде автоматты түрде қайта іске қосу немесе келеңсіздіктер мен тоқтау кезінде жүйенің жұмыс істеу қабілеттілігін қалпына келтіру) жүйенің жұмысына бағытталған процедуралар.
ТП АБЖ жұмыс режимдері
Қазіргі таңда өндірістегі технологияның қиындығымен қатар агрегаттардың бірыңғай өнімділігінің бұлжытпай артуы байқалады. Технологиялық қондырғылардың қуатын арттырумен бірге бақылай және басқару жүйелерінің ақпараттық қуаты да артады. Сондықтан басқару пультіндегі оператор жүздеген технологиялық параметрлердің өзгерісін бірден бақылай алмайды. Мұндай жағдай ЭЕМ-ді қолдану негізіндегі АБЖ қолдануды талап етті.
ЭЕМ-нің ТП АБЖ-гі негізгі жұмыс режимдерін қарастырайық:
Ақпараттық режим.
ЭЕМ-ге басқару объектісінің жағдайы туралы ақпарат, соның ішінде бақыланылатын және басқарылатын шамалардың мәндері енгізіледі. ЭЕМ көмегімен алынған объекті жайындағы деректер дисплейге шығарылады; ТБО жұмыс сапасының көрсеткіштерін есептеуде қолданады; одан ары өңдеу үшін жоғары орналасқан АБЖ-не беріледі. Оператор машина шығаратын ақпаратты қолданып, басқару пультінен технологиялық процесті басқарып отырады.
Бұл режим технологиялық процесті ЭЕМ арқылы тікелей басқаруды жүзеге асыру конструктивті күрделі және экономикалық тиімсіз болған жағдайда, сонымен бірге технологиялық процесте қиын байқалатын өзгешеліктер болған жағдайда қолданылады.
Сурет 1.4 Ақпараттық режимдегі ТП АБЖ-нің құрылымы
Супервизорлы басқару режимі.
Супервизор - ЭЕМ-нің негізгі бағдарламасының атауы. ТП АБЖ супревизорлы режим жұмысының негізгі артықшылығы - жергілікті реттегіштерді (жергілікті, жеке) ЭЕМ көмегімен автоматты басқару. Мұндай жүйелерде басқару контуры ЭЕМ арқылы тұйықталған және оператордың функциясы жалпы процесс жүрісін бақылау болып қалады. Адамның қатысу сирек, күтпеген (апаттық) жағдайлар пайда болғанда талап етіледі.
Оператордың өзгеру кезіндегі процесс басқарылуына түзетулер енгізуіне мүмкіндігі бар, мысалы, өндіріліп жатқан өнімнің құрамына немесе шикізатына.
Сызба бойынша тұйықталған жүйе жергілікті реттегіштер көмегімен, егер ЭЕМ жұмысын тоқтатса да жұмыс істейтіні көрініп тұр. Реттегіште жарғылардың мәндері айқындалады және ол ЭЕМ-де есептелген соңғы мәнге тең болады. Кейін оператор жарғыларды қолмен басқару арқылы өзгерте алады.
Берілген сызба үлкен залал немесе ірі экономикалық зиян келтіретін апаттарға әкеліп соғатын маңызды технологиялық агрегаттарды басқару кезінде қолданылады.
Жергілікті реттегіштер мен ЭЕМ-ді бір басқару жүйесінде қолдану, оның бағасын арттырады және күрделірек етеді.
Негізгі артықшылығы: жоғары сенімділік.
Сурет 1.5 Супервизорлы басқару режиміндегі ТП АБЖ-нің құрылымы
Мұндай ТП АБЖ - де АМ іске қосу үшін қолданылған сигналдар ЭЕМ-нен тікелей келеді және басқару жүйесінде жергілікті реттегіштер болмайды. ЭЕМ бұл режимде таңдалған бақылану заңын бағдарламалық жүзеге асырады, басқарушы әсерлерді есептейді және олардың БО АМ берілуін қамтамасыз етеді. Оператордың функциясы жүйенің жұмысын бақылап отыру болып табылады.
Артықшылығы: жоғары жылдам әрекет, басқарудың күрделі заңдарын жүзеге асыру. Кемшілігі: сенімділігі аз.
Сурет 1.6 Тікелей басқару режиміндегі ТП АБЖ-нің құрылымы
АБЖ-де ЭЕМ күрделі технологиялық процестермен бір уақытта бірнеше режимде жұмыс істей алады. Бір параметрлерге тек ақпараттық функциялар, басқаларға - супервизорлы режим, ал үшіншілерде тікелей басқару орындалады.
ТП АБЖ есептерін алгоритмдеу
ТП АБЖ-ны алгоритммен қамтамасыз етуін үш топқа бөлуге болады:
а) Ақпаратты жинау және бастапқы өңдеу алгоритмдері.
б) Арнайы математикалық қамтамасыз ету алгоримдері (интегралдау, салыстыру, шығынның өзгерісі кезінде түбірден шығару, т.б.).
в) Ақпаратты шығару алгоритмдері.
г) Жалпы жүйелік қамтамасыз ету алгоритмдері (операциялық жүйе жұмысының алгоритмдері).
Ақпаратты жинау алгоритмдері жинау реттілігін және сәйкес жады бөлімдеріне ақпараттың жазылуын анықтайды. Сұрақтың мезгілдігі технологиялық параметрдің өзгеру сипатына тәуелді, ал артықшылық - технологиялық мәнділікке тәуелді. Сұрақтың реті қатаң болуы мүмкін, яғни қатал реттілікпен өндіріледі; немесе дағдыландырғыш, мысалы, егер кездейсоқ параметрдің мәні апаттық мәнге жақын болса, онда олар сұралады және жадыға ең алдымен енгізіледі.
- Аналогты сигналдарды таңбалау (ауқымдау)
Датчиктің шығыс сигналы мен технологиялық параметрдің айқын мәні арасындағы функйионалдық байланысты алу таңбалау мақсаты болып табылады. xmax, xmin ,xи - датчиктің шығыс сигналының x(t) ең үлкен , ең кіші және өлшенетін мәндері болсын, ал ymax, ymin - айқын бірлікті датчиктің өлшеу аралығының xmax пен xmin-ға сәйкес келтірілген y(t) ең үлкен және ең кіші мәндері. Онда КТ = шамасы таңбалау коэффициенті деп аталады және технологиялық параметрдің мәнін y(t) өлшеу бірлігіне сәйкес анықтау келесі формула бойынша жүзеге асады:
y(t) = KT(xи - xmin) + y0,
мұнда y0 - жылжу, яғни технологиялық параметрдің бастапқы мәні.
Бағдарламалық блок түріндегі таңбалану функциясы ЭЕМ жадысына салынады және ақпаратты өңдеудің жалпы алгоритмінің бір бөлігі болып табылады. Таңбалану функиясының көмегімен ЭЕМ-де есептелген технологиялық параметрдің айқын бірлікті мәні негізгі бағдарламаның одан арғы жұмысы кезінде қолданылады.
Мысал
Термокамерадағы температура, 300-ден 1000 ºC дейінгі аралықта өлшенетін және бірыңғай шығыс сигналы 4-тен 20 мА түрінде болған термоэлектрлік түрлендіргіш көмегімен өлшенеді. = T(I) таңбалану функциясы Т(I) = (xи - 4) + 300 ºС = 43,75*I + 300 ºC түрінде болады. Тоқтың кез келген мәні үшін температураның айқын мәнін өлшей аламыз.
I = 10 мА нүктесінде Т = 562,5 ºC.
- Нақтылықты бақылау
Бастапқы мәліметтердегі қателерді табу мақсатына қолданылады. Тексеру xmin = x(t) = xmax нақтылдық диапазонында жүргізіледі немесе параметрдің жылдамдығының өзгерісі Δxmin = [xi(t)- xi-1(t)] = Δxmax болуы қажет. Нақтылықты есептеу мақсатында алдыңғы мәндер қабылдана алады (орташа, шекаралық және т.б.). Егер нақтылы емес мәндер анықталса, онда басқарушы жүйе апаттық жағдай туралы немесежәне технологиялық процессті тоқтатады.
- Фильтрлеу (Сүзгі)
Технологиялық процесстің параметрлеріндегі кездейсоқ бөгеттерді, шуды және бөгде сигналдарды азайтуға қолданылады.
Өлшеу нәтижесі Y(k) әдетте пайдалы сигнал X(k) және аддитивті бөгет Z(k) түрінде сипатталады, ол дегеніміз
Y(k) = X(k) + Z(k).
АЖБ ТП бөгет көзі болып электромагнитті наводка, вибрация, ағыннын турбуленттілігі, датчиктердің өзіндік қателігі және т.б. бола алады.
Қарапайым сүзгілерге келесілерді жатқызуға болады:
- Өлшемдер жиынтығының өңдеу алгоритмі
ХФ(i) = X(k), где ХФ(i) - сүзгінің шығысы.
Шындығында ол кірістегі сигналдың арифметикалық ортасын есептейді. Х тұрақты болған жағдайда алгоритмді қолдануға болады.
- Рекуррентті алгоритм
ХФ(i) = ХФ(i-1) + [ХФ(i) - ХФ(i-1)]
- Тайғақ (ағымдағы) орташа сүзгісі
ХФ(i) = Х(j)
Сигналдың соңғы өлшеулері К орташаланады.
- Экспоненциалды сүзгі
Аппараттық үйлесім болып RC-тізбегі табылады.
Қарастырылған сүзгілердің жұмыс алгоритмі АБЖ негізгі басқарушы бағдарламасының құрамындағы бағдарламалық блок (бағыныңқы бағдарлама) түрінде жүзеге асады
Ақпартты шығару алгоритмдері
Ақпартты көрсету, басып шығару құрылғыларына шығару кезіндегі операция реттілігін, тым төменгі немесе тым жоғарғы деңгейдегі ТП АБЖ-мен ақпарат алмасуын, атқарушы механизмге әсер ететін басқарушы әсерлердің шығару реттілігін анықтайды.
Ақпаратты өңдеу алгоритмдерінің реттілігін 7-суретте берілгендей сызба түрінде көрсетуге болады.
Сурет 1.7 ТП АБЖ-гі ақпаратты өңдеу алгоритмдерінің реттілігі
Сурет 1.8 ТП АБЖ-ң ТҚК-нің құрылымды - функционалдық сұлбасы
АЛҚ - арифметикалық-логикалық құрылғы
Эт-зЖЕСҚ - ажырату, қуат көзінің жоғалу жағдайында анағұрлым маңызды технологиялық және жүйелік параметрлер мен деректерді сақтауға арналған, энергияға тәуелсіз ЖЕСҚ
ҚБЕСҚ -уақытша-тұрақты параметрлерді сақтауға арналған қайта бағдарланатын (тұрақты-айнымалы) есте сақтау құрылғысы.
ЖСҚ - жүйелік сыртқы құрылғы (тіркейтін, кескіндейтін, басып шығаратын )
ЖСҚ-мен КҚ - ЖСҚ-мен кездесетін құрылғы
БМ - байланыстың машинааралық, жүйеаралық модулдері
БП - басқару пульті
БО - басқару органдары
ТП АБЖ-ң ТҚК-нің элементтер құрылымын толығырақ қарастырайық
Дискретті сигналдарды енгізу модулдері
Сурет 1.9 Дискретті сигналдарды енгізу модулдері
Кросс (клеммник, монтаждау ақысы және т.б.) датчиктің шығыстары келесі құрылғылармен келісуі үшін арналады.
НТ сигналды күшейту (азайту), фильтрлеу, бір түрден басқа түрге (мысалы, пневматикалықты электрлікке және т.б.) түрлендіру үшін арналады.
Санауыш белгіленген уақыт ішінде датчиктен бірнеше рет сұрау үшін қолданылады.
Дискретті сигналдардың шығару модулдері
Сурет 1.10 Дискретті сигналдардың шығару модулдері
УСР - уақытша сақтау регистрлері аралық деректерді сақтауға арналады.
ГШКҚ - гальвандық шешілу мен келісу құрылғысы. Тізбектердің гальвандық шешілуі - сыртқы тізбектердегі ақауларды, келеңсіз жағдайларды (қысқаша тұйықталу, щоқтар, үлестіру потенциалдары) болдырмау мақсатында, ЭЕМ мен контроллердің шығыс модулдерінен сыртқы тізбектер мен сыртқы құрылғыларды басқару тізбектерінің гальвандық бөлінуі.
Дискретті шығару каналының құрамында кілттердің (релелік, жартылай өткізгіш)әр түрлері қолданылуы мүмкін.
Аналогты сигналдың енгізу модульдері
Сурет 1.11 Аналогты сигналдың енгізу модульдері
ТП АБЖ-гі тәжірибеде тұрақты тоқтың аналогты сигналдары 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА және тұрақты тоқтың кернеу сигналдары +-0-10 мВ, +-0-50 мВ, +-0-100 мВ, +-0-1В, +-0-1,25В, +-0-5В, +-0-10В, бір және екіполярлы, соның ішінде ЭЕМ және PCL-карт модульдері тек айнымалы токтың кернеуімен ғана жұмыс атқара алады.
Анологты сигналдардың шығару модулдері
Сурет 1.12 Анологты сигналдардың шығару модулдері
Іс-тәжірибеде енгізу-шығару каналдарының көптеген құрылғылары бір құрылғы құрамына біріктірілген.
Мысалға, Analog Devices фирмасының термопараларымен жұмыс істеуге арналған 5В сериялы модулі сигналдың түрленуін, гальвандық шешілуін және нормалануын қамтамасыз етеді.
Негізгі терминдер мен анықтамалар
ТП АБЖ - технологиялық процестерді тікелей адамның қатысуынсыз басқаруға арналған бағдарламалық және техникалық құралдар жиынтығы.
ТБО - бірыңғай материалдық және энергетикалық ағымдармен өзара байланысқан агрегаттар мен жабдықтар жиынтығы.
ТП - бастапқы материалдар күйінің өзгеру реттілігі (яғни кеңістіктегі орналасуы мен физикалық-химиялық қасиеттерінің өзгерісі).
Үздіксіз ТП - деп, параметрлерінің өзгерісі үздіксіз аналогты түрде жүретін технологиялық процесті айтамыз (бу алу процессі).
Дискретті ТП - деп, өзгерісі дискретті күйлердің: ашық-жабық, қосу-ажырату, сигналдың болуы-сигналдың жоқтығы, реттілі ауысуы арқылы анықталатын технологиялық процесті айтамыз (гидрометаллургиядағы реагенттерді мөлшерлеу, СБП станоктарында детальдарды өңдеу және т.б.).
2 АБЖ ТП құрастырудың әдісі
2.1 Технологиялық процесстердің жүйелерін автоматтандырылған жобалауға тапсырма
- Өндіріс орнының аты және жобаның тапсырмасы (мысалға, УМЗ АҚ №1 цехының ФБА ерітіндісінің корректировкасы мен тазалау бөлімінің автоматтандыруы).
- Жобалауға негіз (берілген автоматтандару объектісіне экономикалық мақсатқа лайық технико-экономикалық негіз).
- Автоматтандырылған жүйе жобасымен қамтылған өндірістер, цехтар, құрылғылар, егер әрбіреуінде арнайы шарттар болса оларды қарастыру қажет (мысалы, өртке және жарылысқа қауіпті орындар класы, мұндағы агрессивті, ылғалды, дымқыл, шаңданған қошаған орта және т.б.).
- Жобалаудың сатылылығы.
- Техникалық проектінің нұсқаларын дайындауға талаптар.
- Автоматтандырудың жоспарланған деңгейінің күрделі шығындарына және ғылыми-зерттеу жұмыстарына, тәжірибе-құрастырушылық жұмыстарға және жобалау жұмысына шамамен алынған шығын.
- Автоматтандырудың деңгейі мен көлемі бойынша технологиялық процесті басқаруға және объектіні басқарудың құрылымын орталақтандыруға ұсыныстар (ол дегеніміз технологиялық процестің толық автоматтандырылуы қажет пе, кейбір технологиялық процесстердің шектерін жарым-жарты автоматтандыру немесе тек технологиялық объектінің бақылау жүйесін құрған жеткілікті ме және технологиялық процесстің жұмысы туралы мәліметтерді жинастыру).
- Орталықтандарылған және жергілікті басқару пунктерін, щиттерді және пульттерді орналастыруға ұсыныстар (диспетчерлер орны, цехтіктер, агрегаттықтар және т.б.).
2.2 ТП АБЖ Мәліметтер мен материалдар
- Құрылғылардың сипаттамалары, құбырдың ішкі диаметрлері және коммуникациялары, қабырғалар қалыңдығы және тұрбалардың материалдары бар технологиялық схемалар.
- Қажетті сипаттамалар мен талаптары бар бақыланатын және реттелетін параметрлер тізімі (ол дегеніміз технологиялық параметрлердің оптималды, анықталған және апаттық мәндері).
- Құбыр коммуникацияларының және технологиялық құрылғылар орналасқан бөлімшелердің сызбалары, оның ішінде щиттар мен пульттер орналасуға ұсынылған орында (план және кесу сызбасы).
- Технологиялық құрылғылар сызбасы, оның ішінде: автоматтандырудың құралдары мен приборлардың орналасуы, приборлардың құрылғыларымен бірге басқару жүйелеріндегі автоматтандыру құралдары комплект түріндегі сипаттамасы, щиттар мен пульттардың комплектілік сызбалары және т.б.
- Автоматтандырылған жүйелердің техникалық құралдарының орналасуы мен орнатылу орындарының құрылыстық сызбалары.
- Автоматтандыруды жобалау кезінде қолданылатын электроқозғаушыларды басқару, пусктік аппаратура және басқару бекеттерінің сызбалары.
- Шығын, қысым, су температурасы тұрбаларының диаметрлерінің көрсетумен сумен қамтамассыз ету сызбасы.
- Қысым, температура, ылғалдылық, және ауаның шаңдануы көрсетілген, ауаны тазалау және кептіру құрылғыларының бар екенін анықтаудың ауамен қамту сызбасы.
- Реттеуші органдардың, жіңішкерту құрылғыларының және сұрақ беттерін толтыру үшін қажет мәліметтер.
- Автоматтандыру жүйесіне сенімділік талаптары (анықталған уақыт мезетіндегі АБЖ ТП элементтердің мәндерді кабыл алмауының ықтималдығы, резервтеудің (екі еселенген резервтеу) қажеті бар ма жоқ па).
- Ғылыми-зерттеу жұмыстарының, тәжірибе-құрастырушылық жұмыстардың нәтижелері, олар басқару объектісінің динамикалық қасиетінің математикалық сипаттамасынан тұруы қажет. Егер осы математикалық тәуелділіктер белгісіз болса, онда жобалаудың тапсырмасында тәжірибеден немесе осы түрде жұмыс атқаратан құрылғылардың эксперименталды уақыт немесе жиілікті сипаттамалары немесе әрбір басқару каналында объектінің динамикалық сипаттамаларын графикалық түрде көрсететін сипаттама берілуі қажет (үдеу қисығы немесе АФЖС графиктері).
2.3 Жобалау құжатнамасының құрамы
Жобада келесі құжатнама құрылады:
- бақылау мен басқарудың құрылымдылық схемасы (күрделі көпдеңгейлі басқару жүйелеріне);
- техникалық құралдар комплексінің (ТҚК) құрылымдылық схемасы;
- технологиялық процесстердің автоматизацяларының функционалды схемалары;
- автоматтандырылған бақылаудың, реттеудің, басқарудың, сигналдатудың және қоректенудің принципиалды электрлік, гидравликалық және пневматикалық схемалары;
- щиттар мен пульттардың жалпы түрлері;
- щиттар мен пульттардың монтажды схемалары немесе электрлік және тұрбалық сымдардың щиттар мен пульттардағы монтаждау кестелері;
- сыртқы электрлік және тұрбалық схемалар;
- өндірістік және әкімшілік орналастырудағы щиттар мен пульттардың, техникалық есептеу құрылғыларының орналасуы көрсететін жоспар;
- электрлі және тұрбалы сымдардың, автоматтандырудың құралдарының орналасуының жоспары;
- приборлардың, автоматтандырудың құралдырының, есептеу техникасы құралдарының, электроаппаратураның, құбыр арматурасының, щитар мен пульттардың, негізгі монтажды материалдар мен бұйымдардың және стандарталмаған құрылғылардың спецификациялары мен мәлімдеу ақпартізімі;
- АБЖ ТП элементтеріне өзгертулер мен монтаж бойынша ұсыныстары бар түсіндіргіш хат, мұнда регуляторларды таңдау есептеулері мен құрылғының жұмысының әр түрлі технологиялық режимінде табылған параметрлерінің шамамен мәні болуы қажет;
- объектінің автоматтандыруымен байланысты тапсырыс берушіге тапсырмалар:
1) автоматтандыру құралдарын электроэнергиямен, қысылғын ауамен, гидравликалық энергиямен, жылутасымалдаушымен және талап етілген параметрлері бар хладоагентпен қамтамассыз ету;
2) автоматтандыру жүйелерінің орындарын жобалауға (щиттар мен пульттарды, есептеу құрылғыларын, датчиктерді және т.б. орнатуға), сонымен қатар оперативті жұмыскерлердің жұмыс атқару орнына (туннелдер, каналдар, этакадалар және т.б.), құрылыс конструкцияларындағы ойық және төсегіш құрылғыларда;
3) өндірістік байланыс құралымен қамтамассыз ету;
4) құбырларда, технологиялық құрылғыларда төсегіш құралдарын, біріншілік приборларды, реттеуіш және ілмектік оргнадарын және т.б. орнату мен орналастыру;
5) өрт сөндіру және өрт сигнализациясы құрылғыларына.
- Датчиктер, түрлендіргіштер, орындаушы құрылғылар және реттеуші құрылғыларының технологиялық құрылғыда монтаж жасауға қажетті төсейтін құрылғылар сызбасы (бобышкалар, штуцерлер, гильзалар, қалталар, ұлғайтқыштар, фланцты қосқыштар, жауапты фланцтар, ауыспалы патрубкалар және т.б.).
2.4 Технологиялық процесстің формалануы
Технологиялық процесстің жалпы реті келесі кезеңдерден тұрады: технологиялық процесс кез келген әңгіме түрінде оның қалыпты жағдайда және апаттық жағдайларда жұмыс істеуі сипатталатын маңызды суреттеуді құратсыру;
Циклді процесс жағдайында:
- бақыланатын параметрлер мен орындаушы приводтардың жағдайларының өзгеруімен сипатталатын циклді тактілергі бөлу.
Технологиялық такт - қосылған командалық (пернелер, кілттер), хабарлағаш (датчиктер) және орындаушы (электрлі, гидроприводты, электромагнитті, муфталы) комбинацияларының өзгеріссіз болған кезінде жұмысы кезіндегі соңғы интервал.
- алмасудың себебін білу қажеттілігі үшін апаттық және қалыпты жағдайларда бір тактіден екіншіге өтуінің анализі, ол дегеніміз командалық және орындаушы органдардың алмасуды шақыратын өзгерістерді табу;
- басқару объектісінің кірістері мен шығыстары арасындағы себеп-тергеу және логикалық жағдайларды технологияның талаптарына сай табу;
- формаланған графикалық функциялану алгоритмінің ұсынысын кесте, циклограмма, график және т.б. түрінде құру.
Үзіліссіз технологиялық процесс кезінде:
- технологиялық объектінің қосылуы, қалыпты жұмыс істеуі кезінде және тоқтатылуы кезіндегі операциялар тізбегінің сипаттамасы;
- бір режимнен екінші режимге өту, ол дегеніміз командалық және орындаушы органдардың жағдайларының өзгерісін табу.
Бақылауға қажетті кірістегі және шығыстағы технологиялық парметрлер қарастырады (егер олар жобалаудың тапсырмасында көрсетілмесе).
Кірістегі және шығыстағы параметрлер арасында тәуелділікті анықтайды, ол дегеніміз басқару объектісінің статикалық және динамикалық қасиеттерін анықтайды (АБТ (автоматты басқарудың теориясы) курсында айтылған методика бойынша, егер олар жобалаудың тапсырмасында көрсетілмесе).
Реттеу объектісінің динамикалық қасиеттері туралы ұсыныс өтпелі процесс графиктерін береді (өтпелі сипаттамалар).
Сурет 2.1 Өтпелі процесті динамикалық объектінің қасиеттерін анықтау
Өтпелі процесстің графигін салу үшін бау диаграмасы бар екіншілік приборда автоматтандырылған үзілісіз тіркеу мен бақылау жүргізеді немесе ЭЕМ-дағы сол шығыстағы шаманың мәніне to уақыты мезетінде 10-15% кірістегі шаманы өзгертеді. Ол кезде барлық кірістегі шамалар сол қалпы қала береді. Реттелетін параметрдің өтпелі процессі диаграммада to нүктесінен бастап орнатылған уақытқа дейін бір қисық түрінде көрсетіледі. Өтпелі процесстің сипаттамаларын алуды технологиялық процесстің әр түрлі жұмыс режимінде кірістегі шаманы секірмелі түрде бірнеше рет өзгертіп, кему жағына, алып отырады. Автоматты тіркеуді жүзеге асыруға болмаған жағдайда зерттеіп жатқан шығыстағы шаманың автоматтандырылған тіркеуі қолмен жүзеге асырылады.
Жоғарыдағы графикте (3 сурет) өтпелі процесстердің әсер етушісі көрсетілген, to уақыт аралығында енгізілген, кірістегі шама өзгерісі Q. Ал төмендегі графикте шығыстағы параметрдің у уақыт бойынша өзгерісі көрсетілген, объектіге әсер ету барысында пайда болған. Шығыстағы параметр у бастапқы деңгейге аб қарағанда ид жаңа деңгейдегі У шамасына өзгерді. Объектінің динамикалық көрсеткіштерін бағалау үшін лж қисығын жүргізеді у-тің өзгеріс сызығына жанама жүргізіледі оның иілу орнында. кг бөлігі процесстің артта қалуын білдіреді; бұл т уақыты реттелетін параметрдің интенсивті түрде өзгеруіне дейін әсер ету моментінен бастап өткен уақыт:
τ=τ0
Мұндағы то -- транспортты кешігу (ке бөлігі); тп -- ауыспалы немес сыймдылықты кешігу, (ег бөлігі). Өтпелі процесстің уақыты уақыт тұрақтысы То-мен белгіленеді.
Регуляторды таңдау және реттеу заңын анықтау.
Регуляторды таңдау кезінде негізгі тапсырма - реттеу объектісінің динамикалық қасиеттеріне қолдана алатын регуляторы бар реттеу заңын анықтау. Регуляторды таңдау үшін келесі түсініктерді қолдануға болады.
Екіпозициялы реттеуді кешігуі аз, тұрақты немесе өте аз өзгеретін жүк кезінде немесе мына шартқа сәйкес объектілерге қолданған жөн
Мұндағы т -- объектінің толық кешігуі; То -- объектінің уақыт тұрақтысы.
Өзіндік тегістеу қасиеті жоқ сыйымдылықты объектілірге екіпозициялы реттеу қолданылады. Реттеудің сапасы көбінде датчиктің сезімтал элементінің инерттілігіне тәуелді.
Көпсыйымдылықты объектілерде екіпозициялы реттеу реттелетін шаманың тұрақтылығына аз талаптандырылады.
П-реттеу орта сыйымдылықты, аздаған кешігуі бар және жүктің аздаған тербелісті объектілерде қолданылады. Ол өз қажеттілігін бірсыйымды және екісыйымды объектілерде табады.
Тербелмелі жүгі бар объектілерді реттеуге П-реттеу жарамайды.
И-реттеуді әр түрлі сыйымдылыққа ие жүктің баяу өзгерісі барларда өздік тегістеу объектілерінде қолданылады.
Реттеудің оптималды көрсеткіштері қалдық катесіз өздік тегістелу объектілерін реттеу кезінде қол жете алады, оларда уақыт тұрақтысы То 2-40с аралығында жатады. Бүкіл ретттеу уақытының кешігуі тұрақты жылдамдықты И-реттеу деңгейді, температураны, қысымды реттегенде жағымды нәтижеге әкеледі, егер объект үлкен кешігуге және уақыт тұрақтысы көп емес болса. Реттеудің тұрақтылығын қамтамассыз ету мақсатында И-регулятор кейбір сезімтал емес зоналы болуы қажет.
ПИ-реттеуді кез келген сыйымдылықты объектілерде қолданады (соның ішінде көпсыйымдылықты), үлкен кешігілермен бірақ жүктіліктің баяу өзгерісі кезінде. Бұндай реттеу кезінде бұл тәуелділік рұқсат етілген
ПИД-реттеу кез келген сыйымдылықты объектілерде қолданылады, өте үлкен кешігумен және үлкен және тез өзгертілген жүктілік кезінде. Бұл регуляторларды мұндай осы қатынасқа сәйкес регуляторларда қолданған жөн
Импульсті регуляторларды кешігуі көп емес, орташа сыйымдылықты және тұрақты баяу өзгеретін жүктілік кезінде объектілерде қолдануға болады, сонда
0,510
Объектінің сыйымдылығы деп шығыстағы параметрдің белгілі бір мәніндегі энергия немесе заттың қоры аталады. Объектінің сыйымдылығы сыйымдылық коэффициентпен сипатталады, ол дегеніміз объектіге берілетін (немесе алынатын) және параметрдің шамасының өзгеруіне қажет бірлікпен реттелетін агент саны. Мысалы, бактағы су деңгейіе реттеу кезіндегі сыйымдылық коэффициентінің өлшем бірлігі м[2] '[м3 м (деңгейдің ұзындығы)]. Бактың сыйымдылық коэффициенті үлкен диаметрмен көп болады.
Әр түрлі диаметрлі ыдыстардағы деңгейдің өзгерісі аз диаметрлі ыдыста тез түседі. Сыйымдылық коэффициенті аз реттелетін объектілерде реттелетін парметрдің ауытқуы (басқа дұрыс шарттарда) коэффициенті көптерге қарағанда үлкен болады.
Қысымды реттеу кезінде сыйымдылық коэффициентін реттелетін объектідегі сұйықтық немесе газдың көлемін реттелетін қысымға бөліп табады. Температура реттелетін объектілерде сыйымдылық коэффициенті жылу мөлшерін температура мәніне немесе объектіге негізілетін жылу мөлшеріне қатынасы ретінде табылады, температура 1 градусқа өзгеу үшін.
Бір объектіде бернеше процесс бола алатындықтан, бұл объектінің сыйымдылығы мен сыйымдылық коэффициенті әр түрлі болуы мүмкін. Бірдей әсер ету кезінде, сыйымдылық коэффициенті аз болған сайын, реттелетін параметр тез өзгереді, және керісінше.
Реттеу объектілері бір бірінен сәйкес кедергілері бар технологиялық құрылғыларының әртүрлілігімен айырылады. Температураны реттеу кезінде бактағы сұйықтықтың деңгейін реттеу кезінде материалдық термиялық кедергісі болады -- қосылған құбырлардың гидравликалық кедергісі және ілмектік арматура. Кедергі мен бір сыйымдылықтан құралған автоматтандырылған реттеу объектісін бірсыйымдылықты деп атайды. Бірнеше сыйымдылықты, реттеу процесіне қатысатын және арасында кедергімен ажыратылғандарды көпсыйымдылықты деп атайды.
Реттеу объектісінің өзіндік тегістелуі деп реттеліп отырған парметрдің мәні беруді өзгерткен жағдайда немесе тұтыну кезінде стабильді мәнге ұмтылатын реттеу объектісінің қасиеті.
Ыдыстың сұйықтыққа толу мысалында өзіндік тегістелу процессін қарастырайық. 1 насосымен берілетін сұйыұтық (94,а сурет), 3 багіне 2 трубкасы арқылы түседі, оның ұшы бактағы сұйықтықтың деңгейінен жоғары деңгейде орналасқан. Бактан сұйықтық 5 насосымен 4 трубкасы арқылы алынады. Келу Qn және шығын Qp балансының бұзылғаны жағдайында бактағы сұықтық мөлшері көтеріледі, бак толғанынша, немесе керісінше төмендейді, бактағы су біткенші. Бұл жағдайда процессте өзіндік тігстелу жоқ.
Сурет 2.2 Процессі алдыңғы жағдайдағы сияқты су
2.2 суретте өзгертілген реттеу процессі алдыңғы жағдайдағы сияқты су бакқа 1 насосымен берілген жағдайда, бірақ бактың түбіне қосылған 4 трубкасы арқылы еркін түрде шығындай береді. Шығын мен беру теңдестірілменген жағдайда бактағы сұйықтықтың деңгейі өзгереді: егер беру шығыннан көп болса, деңгей көтеріледі. Бірақ гидростатикалық қысым көбею нәтижесінде шығын трубкасынан шығатын су мөлшері де көбееді. Біраз уақыт өте келе су деңгейінің көтерілгенінен кейін, шығын құйылудың көбеюіне әкеледі, тағы теңдестірілу байқалады, ал ары қарай бактағы су деңгейі толуды тоқтатады. Құйылу азайған кезде су деңгейі де шығы құйылым мөлшеріне тең болғанша, азая береді. Процесс тағ теңдстірілген жағдайға келеді. Сонымен, қарастырылған процесс өзіндік тігістелу қасиетіне ие болды.
Технологиялық процесстерге әсер етуші факторлар тепе-теңдікті бұзады. Бұл өзгеріс әр түрлі бола алады. Бұл жағдайда реттеліп отырған параметр әр бұзу кезінде жаңа мәнге: әсер еткеннен кейін құйылуға тең, қабылдап отырады. Басқа жағдайда параметр әсер еткеннен кейін үзіліссіз өзгеріп отырады. Бірінші жағдайда реттеу объектісі өзіндік тегістелу қасиетіне ие, ал екіншіде жоқ. Өзіндік тегістелудің болуы автоматтандырылған реттеу тапсырмасын әлдеқайда жеңілдетеді.
Кешігу - параметрдің басқа мәнге толығымен орнытылуы үшін қажет уақыт, инерттіліктін толық өту процессі. Кешігуді сыйымдылықты, өтпелі және қолдан-қолға жіберілетін (передаточное).
Сыйымдалақты кешігу деп реттелетін шаманың шығындалуы мен көбеюі кезіндегі объектінің сыйымдылығымен көрсетілетін немес жылулық пен гидравликалық кедергілердің өзгерісіндегі баяулықты атайды (мысалы, изоляциясы бар қабырға арқылы өтетін жылу; бұл кезде жылуды жіберу жылдамжығы көп болған сайын, кешігу де артады).
Қолма - қол жіберу кешігуі - жылу мен басқа фактордың қозғалысы кезінде беру орнынан өлшеу құралы орналасқан орынға дейін жету үшін белгілі бір уақыт қажет ететін реттелетені параметрдің өзгерісінің тоқтауы.
Технологиялық параметрлерді өлшеудің тәсілдерін қараытырады.
Мысалға:
- Температураны өлшеудің контактілі (манометрлі термометрлер, термопаралар, терпокедергілер және т.б. көмегімен) немесе контактісіз (пирометрлер көмегімен).
- Акустикалық, буектық, пъезометрлік, гидростатикалық, және т.б. деңгейді өлшеу тәсілдері.
- Индукциялық, ультрадыбыстық немесе шығынды стандартты сығушы құрылғылар көмегімен өлшеу және т.б.
Технологиялық параметрлердің өлшеу тәсілдері өлшеу жүргізілетін технологиялық орталардың қасиеттері арқылы анықталады, технологиялық процесстердің және қоршаған ортаның ерекшеліктері болып датчиктердің орналасу орны болады. Технологиялық параметрлердің осы не басқа түрлерін қолдану туралы ұсыныс және сәйкес приборларды қолдану Автоматтандыру приборларын монтаждау және жөндеу курсында берілген, сонымен қатар арнайы әдебиеттерде.
Технологиялық параметрлердің олардың өз номиналды мәндерінен мүмкін болатын шашуын анықтайды және осы мәліметтер бойынша өлшеу шектерін, датчиктер мен приборлардың дәлдік класстарын, сонымен қатар АЦП контролерінің және ЭЕМ-ге сигналдарды аналогты енгізу модульдерінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz