Роль, значение и экономическая эффективность от внедрения автоматизации типовых технологических процессов
жүктеу/скачать 1,22 Mb.
|
GOSY
| Экзаменационный билет № 13
1. Технические средства на уровне полевой автоматики. Уровень автоматического управления. АСУ ТП имеет иерархическую структуру, состоящую чаще всего из трех уровней: нижнего (полевого) – контрольно-измерительные приборы и исполнительные механизмы; среднего – контроллеры и устройства связи; верхнего – серверы и операторские станции. Для информационной связи всех уровней используются промышленные сети. Полевой уровень АСУ ТП обеспечивает сбор данных о состояния оборудования и параметрах технологического процесса, выполняет управляющие воздействия. Основными техническими средствами полевого уровня являются датчики (датчики давления, температуры, силы, ускорения, движения и др.); преобразователи давления, температуры; станции распределенного ввода/вывода; выключатели, пускатели; преобразователи частоты; исполнительные устройства. На нижнем уровне АСУ ТП применяются как аналоговые, так и дискретные датчики. К датчикам относятся также энкодеры. Энкодер – это датчик угла поворота. Он выполняет роль преобразователя, трансформируя угол поворота вращающегося объекта в электрические сигналы. Энкодеры подразделяются на абсолютные и инкрементальные. Энкодеры бывают оптические, магнитные и резисторные, могут работать через промышленную сеть или шинные интерфейсы. Преобразователи угол-код практически полностью вытеснили применявшиеся ранее дифференциальные трансформаторы угла поворота и сельсины. На среднем уровне АСУ ТП с помощью программируемых логических контроллеров (ПЛК) решаются задачи управления и регулирования. ПЛК – это промышленный контроллер, выполняющий логические операции. Контроллер фиксирует информацию датчиков, обрабатывает ее по заданному алгоритму и передает сигналы управления на исполнительные механизмы. На верхнем уровне оператор в составе полуавтоматического диспетчерского узла только контролирует процесс и при необходимости корректирует программирование промышленных контроллеров, изменяя алгоритм. 2. Преобразователи неэлектрических величин в электрические. Магнитоуправляемые датчики. Под преобразованием неэлектрических величин в электрические понимают процесс измерения физических величин и переходных процессов в электрические выходные сигналы. При этом соотношения между входным и выходным сигналами, а также между выходным сигналом и временем можно предсказать с известной степенью точности при определенных условиях окружающей среды. С развитием процессов электронного управления техническими объектами с целью обеспечения наилучших результатов в областях защиты окружающей среды, экономии ресурсов и обеспечения безопасности в процессе человеческой деятельности возрастает роль и преобразователей неэлектрических величин в электрические величины (датчиков). К наиболее важным неэлектрическим параметрам и их величинам (параметрам) объектов управления, требующих преобразования в электрические величины, относят: • частоту вращения валов или вибрации; • давление и разрежение; • скорость перемещения объекта; • расход жидкости или газа; • ускорение движения частей или деталей и самого объекта; • деформацию детали под воздействием внешней нагрузки; • температуру среды или объекта; • концентрацию различных газов и жидкостей; • угловые и линейные перемещения; • аналоговые сигналы чувствительных элементов датчиков в цифровую форму. Принцип действия преобразователей предопределяет его выходные электрические параметры — величины сопротивления, емкости, индуктивности или сложной комбинации этих параметров. Магнитоуправляемые логические микросхемы, используются в устройствах самого разнообразного назначения. В настоящее время наиболее широкое распространение получили универсальные магнитные датчики положения и перемещения. Конструкция датчиков может быть различной, но они всегда содержат преобразователь магнитного поля и магнитную систему, разомкнутую или замкнутую. Магнитная система может быть составной частью датчика, а может включать в себя и те или иные элементы контролируемого объекта. Простейший датчик состоит из магнитоуправляемой микросхемы (МУМС) и постоянного магнита, укрепленного на подвижном звене контролируемого объекта. При сближении магнита и МУМС на некоторое расстояние индукция магнитного поля становится достаточной для срабатывания микросхемы. Удаление магнита приводит к ее переключению в исходное состояние. При разработке датчиков учитывают известные закономерности действия магнитного поля, характеристики постоянных магнитов, а также влияние элементов конструкции на параметры датчиков. Магнитные датчики применяют в бесконтактной клавиатуре, вентильных электродвигателях, автоматических устройствах защиты сети, электронных реле и предохранителях, измерителях частоты и направления вращения вала, преобразователях угла поворота, системах промышленной, автомобильной и бытовой автоматики, автостопах магнитофонов и электропроигрывателей и т. д. Подобные датчики с вращающейся цилиндрической шторкой используются в бесконтактных прерывателях электронной системы зажигания автомобилей. Такой прерыватель имеет высокую надежность работы и долговечность. С применением МУМС созданы бесконтактные электронные реле. Магнитная система и обмотка такого реле принципиально такие же, как и у обычного электромагнитного, но якорь и связанные с ним контакты отсутствуют. Их заменяют микросхема, установленная в зазоре магнитопровода, и транзисторный усилитель тока. Исполнительный узел реле, выполненный на мощных транзисторах или тиристорах, может быть рассчитан на большой коммутируемый ток (или напряжение). При этом размеры реле остаются относительно небольшими. Аналогичные устройства могут быть использованы для электронной защиты цепей питания аппаратуры от перегрузки и замыканий. При необходимости защиты сильноточных цепей (до 1000 А), вокруг провода контролируемой цепи располагают кольцевой концентратор, выполненный из трансформаторной стали. В зазор концентратора помещают МУМС. Превышение тока через контролируемый проводник сверх установленного порога приводит к переключению микросхемы и срабатыванию исполнительного устройства. Достоинствами таких релейных устройств являются полная развязка управляющих и исполнительных цепей, высокое быстродействие (десятые доли микросекунды) и искробезопасность. На основе МУМС можно изготовить удобные и надежные конструкции органов управления. Перемещение рукоятки прибора, в основание которой вмонтирован постоянный магнит, к одному из крайних положений, приводит к переключению соответствующей микросхемы и передаче соответствующей команды. Следует отметить, что МУМС могут быть использованы во многих случаях, в которых применяют герконы. Однако по сравнению с герконами магнитоуправляемые микросхемы обладают меньшими размерами, большей механической прочностью и устойчивостью, отсутствием дребезга контактов при переключении, в 10 раз большим быстродействием и надежностью. 3. Особенности и методы решения задач линейного программирования Методы решения задач линейного программирования относятся к вычислительной математике, а не к экономике. Однако экономисту полезно знать о свойствах интеллектуального инструмента, которым он пользуется. С ростом мощности компьютеров необходимость применения изощренных методов снижается, поскольку во многих случаях время счета перестает быть лимитирующим фактором, поскольку весьма мало (доли секунд). Поэтому мы разберем лишь три метода. жүктеу/скачать 1,22 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|