Дипломная работа: Автоматизированные системы управления технологическими процессами ООО "Фишт"
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
29
Значит, АТК нужно спроектировать таким образом, чтобы у оборудования
были наименьшая масса и габаритные размеры, а также конструкция обору-
дования должна гарантировать минимальные потери в узлах трения, техно-
логия – максимальную загрузку исходного сырья. ТП должен обеспечить ми-
нимальный объем брака.
Все перечисленные выше показатели можно объединить в экономиче-
ский критерий. В случае отсутствия стоимостных эквивалентов, повышение
эффективности можно достичь посредством оптимизации наиболее значи-
тельных параметров. Если оптимизируются два параметра, то приходиться
искать компромисс.
По типичным задачам управления АСУ ТП, определяющим их назна-
чение, выделяют следующие группы:
− АСУ ТП, предназначенные для стабилизации или поддержания
заданного оптимального технологического режима, то есть таких парамет-
ров, влияние действующих возмущений на которые существенно. Например,
сюда относится система стабилизации скорости шлифования при уменьше-
нии диаметра шлифовального круга и т.д.
− АСУ ТП, предназначенные для обработки с заранее определен-
ной точностью заданное или непрерывно задаваемое оптимальное изменение
технологического процесса. Системы такого рода используются в оборудо-
вании с программным числовым управлением, роботах-манипуляторах,
подъемниках лифтов и т.д.
− АСУ ТП, предназначенные для автоматического выбора наилуч-
шего по какому-либо критерию технологического режима и обеспечивающие
либо поддержание выбранного режима, либо автоматический выбор наилуч-
шей траектории перемещения рабочего элемента и ее обработку в соответ-
ствии с заданными критериями. Ярким примером системы оптимального
управления является АСУ ТП агрегатов рационального раскроя материала.
Современные АСУ ТП имеют ряд важных характеристик:
30
1. Высокая производительность обработки входящих информационных
потоков является главной характерной чертой современных АСУ ТП. Все это
достигается благодаря применению в системах быстродействующей вычис-
лительной техники: промышленных компьютеров, технологических кон-
троллеров, микропроцессоров, управляющих вычислительных машин.
2. Вторая характерная особенность АСУ ТП достигается именно за счет
применения промышленных компьютеров и технологических контроллеров.
Она заключается в высокой гибкости, позволяющей значительно увеличить
гибкость ТОУ в процессе перехода на новую технологию.
3. Еще одна важная характеристика – адаптивность, то есть АСУ ТП
при изменении исходного сырья или состояния агрегатов должны иметь воз-
можность изменения хода процесса.
4. Следующей немаловажной характеристикой АСУ ТП является спо-
собность обеспечить безаварийную или безотказную работу сложного техно-
логического комплекса. В этих целях в АСУ ТП предусмотрена возможность
диагностики технологического оборудования. На основе данных, получен-
ных из датчиков, АСУ ТП определяет текущее состояние оборудования и
склонности к аварийным ситуациям. Если имеется предрасположенность к
авариям, система дает команду на остановку процесса или включение облег-
ченного режима работы. Причем оперативный персонал получает информа-
цию о местоположении аварийного участка и о его характере [9, с. 52].
5. Ремонтопригодность представляет собой свойство, которое заключа-
ется в приспособленности АСУ ТП к поддержанию и восстановлению рабо-
тоспособности после проведения обслуживания или ремонта. Ремонтопри-
годность определяется конструкцией ТОУ, то есть предусматривается в про-
цессе разработки, изготовления и монтажа ТОУ. Именно отсюда выходит от-
носительное деление объектов управления на подлежащие восстановлению и
не подлежащие (восстанавливаемые и невосстанавливаемые) [5, с. 81].
31
6. Долговечность представляет собой свойство сохранения работоспо-
собности до момента наступления предельного состояния при заранее уста-
новленной системе ремонта.
Предельное состояние представляет собой состояние объекта управле-
ния, при наступлении которого дальнейшая эксплуатация ТОУ невозможна и
недопустима, либо невозможно восстановление его работоспособности.
Если дальнейшее применение ТОУ по назначению становится недопу-
стимым в связи с требованиями безопасности, по экономическим критериям
или эффективности, то ТОУ переходит в предельное состояние. А это приво-
дит к временному или окончательному прекращению его эксплуатации [5, с.
82].
7. Безопасность представляет собой свойство ТОУ в ситуации наруше-
ния работоспособности не создавать угрозу для окружающей среды. Свой-
ство безопасности имеет тесную связь со свойством надежности [5, с. 84].
8. Надежность представляет собой свойство сохранения во времени
установленных параметров, которые характеризуют способность выполнения
требуемых функций в заданных режимах работы [5, с. 77].
9. Живучесть является свойством, которое заключается в способности
АСУ ТП противостоять развитию критических и несущественных отказов,
повреждений. Иногда вместо понятия «живучесть» применяют понятие «от-
казоустойчивость» [5, с. 84 – 85].
Функции АСУ ТП можно поделить на информационные, управляющие
и вспомогательные [31, с. 48 – 53].
1. Информационная функция АСУ ТП отвечает за процессы сбора,
обработки и предоставления информации оператору для следующей обра-
ботки. Сюда относится:
− централизованный контроль;
− централизованное измерение параметров технологического про-
цесса;
32
− косвенное измерение параметров технологического процесса;
− формирование и предоставление данных оператору;
− общая оценка и прогноз состояния технологического оборудова-
ния.
2. Управляющая функция отвечает за формирование и реализацию
управляющих операций с технологическим объектом управления. Сюда от-
носится:
− регулирование значений отдельно взятых технологических пере-
менных;
− однотактное логическое управление операциями;
− программно-логическое управление совокупностью оборудова-
ний;
− оптимальное управление режимами работы технологического
оборудования;
− адаптивное управление всем объектом в целом.
3. Вспомогательные функции АСУ ТП отвечают за функциониро-
вание технических средств, контроль за их состоянием, хранение информа-
ции и т.д.
Рассмотрим принципы построения АСУ ТП. В промышленном произ-
водстве наибольшее распространение нашли три основных принципа: цен-
трализованные управлением, распределенное управление, распределенно -
централизованное или иерархическое управление. На современном этапе
развитие АСУ ТП основывается на применении распределенно –
централизованных систем управления. Это связано с тем, что при их исполь-
зовании формируется иерархия, состоящая из задач управления, и их реше-
ние возлагается на многие ЭВМ [37, с. 178].
Пример распределенного принципа управления показан на рисунке 2.
33
Рисунок 2 – Распределенное управление
В случае распределенного управления каждый объект управляется
своей ЭВМ, то есть любым вычислительным техническим средством, приме-
няемым в целях управления.
Для обеспечения взаимосогласованности рабочих циклов ТОУ между
управляющими средствами должен происходить обмен информацией. Каж-
дая ЭВМ должна находиться в связи с остальными ЭВМ системы [39, с. 271].
Распределенный тип управления характеризуется тем, что при возник-
новении отказа одного управляющего элемента система сохраняет свою ра-
ботоспособность, несмотря на то, что определенная часть исполняемых
функций может быть потеряна. Однако при распределенном виде управления
усложняется обмен информацией между управляющими средствами и про-
цесс организации их взаимодействия, тем самым увеличиваются требования
к ресурсам ЭВМ [38, с. 321].
Пример централизованного управления приведен на рисунке 3. При
данном виде управления все ТОУ соединены со входами и выходами одного
управляющего устройства, которое опрашивает состояние объектов, рассчи-
тывает управляющие воздействия и отправляет их на объект управления [39,
с. 272].
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/2536