Дипломная работа: Автоматизированные системы управления технологическими процессами ООО Траверс
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
12
более эффективное управление технологическим процессом и достигается
высокое качество выпускаемой продукции, то есть изготавливается мак-
симально допустимое количество продукции хорошего качества при допу-
стимой загрузке технологического оборудования. Причем затраты должны
быть минимальны. Значит, АТК нужно спроектировать таким образом,
чтобы у оборудования были наименьшая масса и габаритные размеры, а
также конструкция оборудования должна гарантировать минимальные по-
тери в узлах трения, технология – максимальную загрузку исходного сы-
рья. ТП должен обеспечить минимальный объем брака.
Все перечисленные выше показатели можно объединить в экономи-
ческий критерий. В случае отсутствия стоимостных эквивалентов, повы-
шение эффективности можно достичь посредством оптимизации наиболее
значительных параметров. Если оптимизируются два параметра, то прихо-
диться искать компромисс.
По типичным задачам управления АСУ ТП, определяющим их
назначение, 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. Напри-
мер, сюда относится система стабилизации скорости шлифования при
уменьшении диаметра шлифовального круга и т.д.
− АСУ ТП, предназначенные для обработки с заранее опреде-
ленной точностью заданное или непрерывно задаваемое оптимальное из-
менение технологического процесса. Системы такого рода используются в
оборудовании с программным числовым управлением, роботах-
манипуляторах, подъемниках лифтов и т.д.
− АСУ ТП, предназначенные для автоматического выбора
наилучшего по какому-либо критерию технологического режима и обес-
13
печивающие либо поддержание выбранного режима, либо автоматический
выбор наилучшей траектории перемещения рабочего элемента и ее обра-
ботку в соответствии с заданными критериями. Ярким примером системы
оптимального управления является АСУ ТП агрегатов рационального рас-
кроя материала.
Современные АСУ ТП имеют ряд важных характеристик:
1. Высокая производительность обработки входящих информацион-
ных потоков является главной характерной чертой современных АСУ ТП.
Все это достигается благодаря применению в системах быстродействую-
щей вычислительной техники: промышленных компьютеров, технологи-
ческих контроллеров, микропроцессоров, управляющих вычислительных
машин.
2. Вторая характерная особенность АСУ ТП достигается именно за
счет применения промышленных компьютеров и технологических кон-
троллеров. Она заключается в высокой гибкости, позволяющей значитель-
но 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
возможность изменения хода процесса.
4. Следующей немаловажной характеристикой АСУ ТП является
способность обеспечить безаварийную или безотказную работу сложного
технологического комплекса. В этих целях в АСУ ТП предусмотрена воз-
можность диагностики технологического оборудования. На основе дан-
ных, полученных из датчиков, АСУ ТП определяет текущее состояние
оборудования и склонности к аварийным ситуациям. Если имеется пред-
расположенность к авариям, система дает команду на остановку процесса
или включение облегченного режима работы. Причем оперативный персо-
14
нал получает информацию о местоположении аварийного участка и о его
характере [9, с. 52].
5. Ремонтопригодность представляет собой свойство, которое за-
ключается в приспособленности АСУ ТП к поддержанию и восстановле-
нию работоспособности после проведения обслуживания или ремонта.
Ремонтопригодность определяется конструкцией ТОУ, то есть предусмат-
ривается в процессе разработки, изготовления и монтажа ТОУ. Именно
отсюда выходит относительное деление объектов управления на подле-
жащие восстановлению и не подлежащие (восстанавливаемые и невосста-
навливаемые) [5, с. 81].
6. Долговечность представляет собой свойство сохранения работо-
способности до момента наступления предельного состояния при заранее
установленной системе ремонта.
Предельное состояние представляет собой состояние объекта управ-
ления, при наступлении которого дальнейшая эксплуатация ТОУ невоз-
можна и недопустима, либо невозможно восстановление его работоспо-
собности.
Если дальнейшее применение ТОУ по назначению становится недо-
пустимым в связи с требованиями безопасности, по экономическим крите-
риям или эффективности, то ТОУ переходит в предельное состояние. А
это приводит к временному или окончательному прекращению его эксплу-
атации [5, с. 82].
7. Безопасность представляет собой свойство ТОУ в ситуации нару-
шения работоспособности не создавать угрозу для окружающей среды.
Свойство безопасности имеет тесную связь со свойством надежности [5, с.
84].
15
8. Надежность представляет собой свойство сохранения во времени
установленных параметров, которые характеризуют способность выпол-
нения требуемых функций в заданных режимах работы [5, с. 77].
9. Живучесть является свойством, которое заключается в способно-
сти АСУ ТП противостоять развитию критических и несущественных от-
казов, повреждений. Иногда вместо понятия «живучесть» применяют по-
нятие «отказоустойчивость» [5, с. 84 – 85].
Функции АСУ ТП можно поделить на информационные, управляю-
щие и вспомогательные [31, с. 48 – 53].
1. Информационная функция АСУ ТП отвечает за процессы сбо-
ра, обработки и предоставления информации оператору для следующей
обработки. Сюда относится:
− централизованный контроль;
− централизованное измерение параметров технологического
процесса;
− косвенное измерение параметров технологического процесса;
− формирование и предоставление данных оператору;
− общая оценка и прогноз состояния технологического оборудо-
вания.
2. Управляющая функция отвечает за формирование и реализа-
цию управляющих операций с технологическим объектом управления.
Сюда относится:
− регулирование значений отдельно взятых технологических пе-
ременных;
− однотактное логическое управление операциями;
− программно-логическое управление совокупностью оборудо-
ваний;
16
− оптимальное управление режимами работы технологического
оборудования;
− адаптивное управление всем объектом в целом.
3. Вспомогательные функции АСУ ТП отвечают за функциони-
рование технических средств, контроль за их состоянием, хранение ин-
формации и т.д.
Рассмотрим принципы построения АСУ ТП. В промышленном про-
изводстве наибольшее распространение нашли три основных принципа:
централизованные управлением, распределенное управление, распреде-
ленно -централизованное или иерархическое управление. На современном
этапе развитие АСУ ТП основывается на применении распределенно –
централизованных систем управления. Это связано с тем, что при их ис-
пользовании формируется иерархия, состоящая из задач управления, и их
решение возлагается на многие ЭВМ [37, с. 178].
Пример распределенного принципа управления показан на рисунке
2.
Рисунок 2 – Распределенное управление
Источник: https://baza.diplomsite.ru/previewfile/2537