Дипломная работа: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами (на примере АО «Грасис»)
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
10
системе управления интеллектуальных КИП позволяет реализовать систему
мониторинга оборудования КИП с целью повышения надежности и
безопасности системы в целом. [6]
Местный пункт управления (МПУ) – помещение системы управления,
располагаемое вблизи группы технологических установок, в котором
размещаются шкафы/панели контроллеров и вторичные КИП. [3]
Программируемый логический контроллер (ПЛК) / управляющий
контроллер – микропроцессорное логическое решающее устройство,
непосредственно выполняющее функции сбора, передачи и обработки данных,
управления и регулирования путём формирования выходных сигналов. [6]
Типовая структура АСУ ТП представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Основные компоненты АСУ ТП и их назначение
АСУ ТП должна предусматривать следующие уровни контроля и
управления: [16]
11
− полевой уровень - уровень функционирования полевых КИПиА,
включающий датчики контроля параметров, исполнительные устройства,
управляемые электроприводы, средства комплектной автоматики
оборудования. Пользователем системы на этом уровне является
эксплуатационный персонал, осуществляющий наладку, профилактические
работы и периодическое обслуживание технологического оборудования и
локальной автоматики;
− уровень процесса - уровень функционирования
автоматизированных систем управления, включающий программно-
технические средства станций управления технологическим процессом,
противоаварийной защиты процесса и оборудования. Пользователем системы
на этом уровне является эксплуатационный персонал, осуществляющий
диагностику, ремонт и профилактические работы;
− уровень управления - уровень функционирования
автоматизированных технологических объектов, включающий персональные
компьютеры промышленного исполнения, принтеры, резервированную
управляющую сеть, соединяющую уровень управления и уровень процесса.
Пользователем системы на данном уровне является оперативно-
технологический персонал, осуществляющий оперативное управление
технологическими процессами.
В качестве основных целей автоматизации технологических процессов
производства большинство исследователей на сегодняшний день выделяют
такие как, повышение:
1) эффективности производственного процесса;
2) безопасности;
3) экологичности;
4) экономичности [12].
Помимо основных целей автоматизации технологических процессов
производства, так же можно выделить ряд дополнительных целей, являющихся
основой для достижения основных. [13]
12
Основные задачи, решаемые АСУ ТП:
1) Автоматическое управление технологическим процессом;
2) Предотвращение аварийных ситуаций для защиты персонала,
окружающей среды, технологического оборудования;
3) Хранение исторической информации о технологическом процессе для
анализа и оптимизации.
Основные функции АСУ ТП:
− сбор информации о технологических параметрах и состоянии
оборудования;
− фильтрация входных сигналов от высокочастотных помех
измерения;
− пересчет сигналов в физические величины;
− контроль технологических параметров на физическую
достоверность, на соответствие технологическому регламенту, на достижение
аварийных границ;
− косвенные измерения параметров (получение оценки
технологического параметра, который непосредственно не измеряются, в
результате математической обработки измеряемых сигналов, функционально
связанных с этим параметром). Примером косвенных измерений является
оценка концентрации серной кислоты по результатам измерения её плотности и
температуры;
− оценка состояния оборудования;
− ручной ввод информации в систему с использованием пульта
оператора или клавиатуры;
− обмен информацией между вычислительными средствами АСУ ТП
(контроллеры, станции распределенной периферии, рабочие и инженерные
станции, серверы);
− формирование и выдача сигналов световой и звуковой
сигнализаций;
13
− визуализация информации в удобном для оперативного персонала
виде;
− архивирование информации о ходе технологического процесса, о
нарушениях технологического регламента, о возникновении аварийных
ситуаций;
− ведение базы данных реального времени;
− подсчет технико-экономических показателей производства;
− прогнозирование аварийных ситуаций;
− обмен данными со смежными и вышестоящими системами
управления;
− формирование сменных и суточных отчетов.
Качество продукта напрямую зависит от качества управления, которое
обеспечивает автоматизированная система. В основном, любая задача
управления сводится к поддержанию определенных параметров
технологического процесса, этого можно добиться повышением качества
регуляторов в составе автоматизированных систем управления.
В технологических процессах важную роль играет поддержание
параметров в определенных пределах. Точность поддержания влияет на
качество технологического процесса и выпускаемого продукта. В настоящее
время разработано множество методов, позволяющих очень точно реагировать
на внешние воздействия, для поддержания оптимальных параметров
технологического процесса. [6]
Развитие систем автоматического управления идет по пути
совершенствования законов управления. Важную роль в повышении качества
управления сыграл переход от пропорционального к пропорционально-
интегральному (ПИ) и пропорционально-интегрально-дифференциальному
(ПИД) законам управления [9]. На смену разности фактического и заданного
значений регулируемой величины в системы управления по отклонению
пришли более сложные функциональные соотношения. [2]
14
В ПИ-регуляторе управление происходит по сумме отклонения и его
интегрального значения. В ПИД-регуляторе к этой сумме добавляется
производная по времени от отклонения регулируемой величины. [11]
Увеличение объема вычислений, выполняемых над значениями
регулируемой величины, компенсируется более высокими показателями систем
управления. Задачей исследований является изучение свойств ПИД-регулятора
и построение функциональных соотношений между параметрами звеньев
схемы, ориентированных на проектирование систем автоматического
управления. [14]
Назначением любой системы автоматического управления является
регулирование выходного параметра и сохранение его значения в заданных
пределах. Если вход системы изменяется по какой причине, выход системы
должны соответствующим образом реагировать и изменить значение так, чтобы
отразить новое значение входного сигнала. [4]
Точно так же, если что-то изменит выходной сигнал системы без каких-
либо изменений входного сигнала, реакция системы должна вернуть параметр к
заданному значению. В прошлом, электрические системы управления были в
основном с ручным управлением или, что называется, открытым контуром
управления. Оператор следил за поддерживаемым параметром и вручную
корректировал процесс. [16]
Разомкнутые системы, также известные как системы без обратной связи,
представляет собой тип непрерывной системы управления, в которой выходной
не оказывает никакого влияния на управляющее воздействие входного сигнала.
Таким образом, система с открытым контуром, как ожидается, добросовестно
следить за его входной командой, независимо от конечного результата. [16]
Кроме того, система с открытым контуром не имеет никакой
информации о состоянии выходного сигнала, из-за этого, не может
самостоятельно исправить любые ошибки, даже если это приводит к большим
отклонениям от заданного значения. [5]
Основные требования, предъявляемые к АИС:
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/2529