1 Система прямого цифрового управления

Э ВМ непосредственно вырабатывает оптимальные управляющие воздействия и с помощью соответствующих преобразователей передает команды управления на ИМ. Позволяет исключить локальные регуляторы с задаваемой уставкой; применять более эффективные принципы регулирования и управления и выбирать их оптимальный вариант; снизить расходы на техническое обслуживание и унифицировать средства контроля и управления.

Оператор должен иметь возможность изменять уставки, контролировать выходные параметры процесса, варьировать диапазоны допустимого изменения переменных, изменять параметры настройки, иметь доступ к управляющей программе. Недостаток заключается в том, что надежность всего комплекса определяется надежностью устройств связи с объектом и ЭВМ, и при выходе из строя объект теряет управление, что приводит к аварии. Выходом из этого положения является организация резервирования ЭВМ, замена одной ЭВМ системой машин.

2. Влияние времени пребывания вещества на режим работы реактора.

Рис. 17 Влияние времени пребывания вещества на режим работы реактора

Диаграммы выделения — отвода тепла можно использовать для изучения связи между другими параметрами процесса. На рис. 17 показано изменение режима работы реактора при из­менении времени пребывания вещества (кривые T¹_ср, Т²_ср, Т³_ср) и одинаковых условиях отвода тепла из реактора (пря­мая линия). Время пребывания вещества в реакторе определя­ется его объемом и расходом реагента. Последний может быть использован в качестве управляющего воздействия. При боль­шом и малом времени пребывания вещества в реакторе (кри­вые T¹_ср и Т³_ср) в нем возможно только одно стационарное со­стояние (точка 5 для T¹_ср и 1 для Т³_ср). При большом времени пребывания вещества химическая реакция будет проходить поч­ти полностью и поэтому стационарное состояние в реакторе устанавливается при высокой температуре. При малом време­ни пребывания превращение в реакторе мало (вещество «про­скакивает» через реактор) и стационарная температура в нем низкая. В промежуточном случае в реакторе возможно три ста­ционарных состояния (точки 2, 3, 4).

3 Уровни и функции асутп

Уровень ТП (полевой) - формирует первичную информацию, которая обеспечивает работу всей АСУТП, на этот уровень адресно поступают и реализуются управляющие воздействия АСУТП. Оборудование—первичные преобразователи (датчики),ИМ, РО.

Уровень контроля и управления ТП (контроллерный) выполняет функции сбора и первичной обработки дискретных и аналоговых сигналов, выработки управляющих воздействий на ИМ.

Оборудование - программируемые контроллеры, УСО, ШК и шкафы с контроллерами и вспомогательными средствами автоматизации и вычислительной техники. Оборудование обеспечивает необходимо гальваническое групповое или индивидуальное разделение входных/выходных сигналов, аналого-цифровое, цифроаналоговое преобразование.

Ввод данных о состоянии ТП в ЭВМ выполняется УСО. По отношению к ЭВМ эти модули являются внешними устройствами и подключаются к соответствующему интерфейсу. По характеру вводимых и выводимых сигналов модули УСО делятся на:

Модули ввода-вывода аналоговой информации. К аналоговым сигналам обычно относятся:

Сигналы постоянного тока в диапазонах 0-5; 0-20; 4-20 мА; Сигналы напряжения постоянного тока в диапазонах: от 0-5 мВ до 0-100 мВ, 0-10В; Сигналы сопротивления в диапазонах 0-300 Ом (от ТС) и 0-150; 0-300; 0-500 Ом (от др. датчиков);

М

По способу управления УСО делятся на: Модули пассивного УСО непосредственно подключаются к ЭВМ. При этом значительное время процессора этой машины тратится на организацию сбора и первичной обработки информации с технологического объекта, на выработку и выдачу управляющих воздействий

одули ввода-вывода дискретной информации. Дискретные сигналы используют для отображения событий, двоичных по своей природе или приводимых к двоичной форме (для сигнализации о положении клапана (открыто-закрыто) или состояния оборудования (включено-выключено).

Модули активного УСО включает микро-эвм, выполненную на универсальном или специализированном процессоре, которая осуществляет опрос датчиков, первичную обработку информации, выработку и выдачу управляющих воздействий автономно от центральной ЭВМ.

Уровень магистральной сети (сетевой) - является связующим звеном между контроллерами и СО. Основой можно считать цифровую промышленную сеть, состоящую из многих узлов, обмен информацией между которыми производится цифровым способом. Ethernet

Уровень человеко-машинного интерфейса. Уровень человеко-машинного интерфейса обеспечивает трудовую деятельность человека-оператора АСУТП в системе «человек-машина». На этом уровне взаимодействие оператора с ТП осуществляется через человеко-машинный интерфейс, который реализуется в программных пакетах. (SCADA).

Информационная функция включает получение информации, ее обработку, хранение и передачу персоналу АСУТП или во вне системы о состоянии ТОУ или внешней среды. 4 степени развитости:

- параллельный и централизованный контроль и измерение параметров состояния ТОУ;

- косвенное измерение, в т.ч. путем вычисления отдельных комплексных показателей фун-ия ТОУ;

- анализ и обобщенная оценка состояния ТП по его модели (диагностика аварийных состояний, прогноз хода процесса).

Управляющая функция включает получение информации о состоянии ТОУ, ее оценку, выбор управляющих воздействий и их реализацию. 7 степеней развитости:

- одноконтурное автоматическое регулирование,

- каскадное автоматическое регулирование или автоматическое программное логическое управление по «жесткому» циклу;

- многосвязное автоматическое регулирование или автоматическое программное логическое управление по циклу с разветвлениями;

- оптимальное управление установившимися режимами; - оптимальное управление переходными процессами или процессом в целом;

- оптимальное управление быстропротекающими переходными процессами в аварийных условиях;

- оптимальное управление с адаптацией.