Б). Классификация автоматических систем

Автор доц. Кафедры АППиЭ Кобринец В.П.

Введение:

А). История развития и современное состояние автоматики

Автоматика – (от греческого слова автоматос) – самодвижущийся. Пер- вые сведения об автоматических устройствах появились во 2 в. н. э. В трудах Герона Александрийского, где описывались автоматы по открытию дверей храма, дозировки воды.

Промышленное внедрение автоматики связано с промышленным перево- ротом в Европе (регулятор уровня воды в котле паровой машины Ползунова, регулятор скорости паровой машины Уатта).

Основные этапы развития автоматики:

- появление электроавтоматики связано с изобретением Якби электродви- гателя постоянного тока, Шиллинга – электромагнитного реле, Доливо- Добровольского - асинхронного 3-х фазного двигателя.

- появление радиоэлектроники связано с открытием Яблочковым явления фотоэффекта и Поповым -радио.

- появление ЭВМ для управления технологическими процессами связано с трудами Н. Винера, который в 1946 г. опубликовал книгу «Кибернетика или контроль связи у животных и машин», в основу которой положена аналогия между процессами, происходящими в мозгу человека и в автоматическом уст- ройстве. Методы кибернетики включают теорию автоматического регулирова- ния, математического моделирования процессов и явлений, методы их оптими- зации применимы до настоящего времени.

Современный этап состояния автоматизации в области химической тех-

нологии включает:

-внедрение и эксплуатацию систем приборов, которые реализуют основ- ные функции автоматических систем.

-широкое внедрение микропроцессорных контроллеров, которые реали- зуют функции преобразователя сигнала в цифровые коды, логического управ- ления, которые легко адаптируется к изменению технологических процессов, т.к. является программируемыми устройствами.

-разработку и внедрение автоматических систем управления технологи- ческими процессами (АСУТП). Основой АСУТП является ЭВМ, который осу- ществляет сбор информации, ее обработку по соответствующим параметрам. Данная информация используется оператором для управления процессом, а также с помощью ЭВМ определяется оптимальный режим протекания химико- технологического процесса. Автоматизированный – это значит что в контуре есть оператор.

В настоящее время внедряются такие АСУТП, где используются инфор- мационный, управляющий режим (первый является предпочтительным).

б). Классификация автоматических систем

Механизация – замена ручного труда работой машин и механизмов. В

механизации процессами работы машин управляет человек.

Автоматизация – замена человеческой функции управления машинами, специальными техническими устройствами.

Совокупность технологического процесса с техническими средствами для его управления называется автоматизированной системой (АС).

По принципу действия и по назначению АС подразделяются на следую- щие типы:

- Дистанционное управление – со сравнительно небольшого расстояния (в пределах видимости). Например, управление конвейером. В условиях частич- ной автоматизации этот метод является основным. В условиях полной автома- тизации - дублирующий. Как правило, все АС дублируются ручным управлени- ем, и оно включается при отказе основной системы.

- Телеуправление – управление со сравнительно большого расстояния. При этом по 1 каналу связи нужно передать большое число команд из пульта

управления на объект управления. На пульте применяется специальное кодиро- вочное устройство, а на пульте- расшифровывающее устройство. Пример: на- сосная станция, тепловой пункт.

Автоматическое управление – управление с помощью технических средств без участия человека.

Схема соединения основных элементов данной автоматической системы приведена рисунке

ОУ ß ИУ ß УУ ß КС

ОУ - объект управления

ИУ - исполнительное устройство УУ - управляющее устройство КС - командный сигнал

КС в УУ преобразуется в управляющее воздействие, которое поступает в

ИУ. Данное устройство воздействует на объект, изменяя режим его работы в соответствии с величиной КС.

Автоматический контроль – предназначен для автоматического измере- ния параметров процессов и аппаратов, для учета энергоресурсов и т.д.

Схема соединения элементов данной системы приведена на рисунке

ОУàДàВП

Д - датчик

ВП - вторичный прибор

Датчики воспринимают текущее значение технологического параметра и преобразовывает его в сигнал, удобный для дальнейшей его передачи и усиле- ния. Данный сигнал от Д поступает в ВП, в которой на диаграмме отражается величина данного технологического параметра. Шкала ВП градуируется в еди- ницах измеряемого параметра.

Автоматическое регулирование – обеспечивает поддержание на заданном уровне какого-либо параметра без участия человека и с помощью устройств ав- томатического регулятора.

СУ - сравнивающее устройство

ЗУ - задающее устройство

ПР - преобразователь

УС - усилитель

УМ - исполнительный механизм

РО - регулирующий орган

Д воспринимает величину технологического параметра и преобразовыва- ет ее в электрический сигнал j т соответствующий значению данного параметра.

ЗУ формирует электрический сигнал jз

пропорционально заданному значению

технологического параметра в ОФ. Оба сигнала сравниваются в СУ и на выходе

формируется сигнал Dj

равный разности сигналов

Dj=jз

-jт

Dj- рассогласование или ошибка регулирования.

Она возникает, когда текущее значение параметра отличается от заданно- го его значения, согласно технологическому регламенту.

Цель работы данной системы - устранить

Dj, чтобы в ОР поддержива-

лось заданное значение параметра. Dj

преобразовывается в ПР по заданному

закону регулирования, усиливается в УС и на выходе регулятора формируется

регулируемое воздействие М функции от величины

Dj.

Сигнал пропорциональный М поступает в ИМ, который жестко связан

РО. Данный РО приводится в движение ИМ и изменяемый сигнал поступает в

ОР. Следовательно, изменяется значение регулирующей величины j т

изменяться до тех пор пока jт =jз .

и будет

Технологическая сигнализация подразделяется на следующие виды:

- аварийная – для извещении об аварии на объекте. Выполняется звуковой и световой сигнал. Звук вначале в виде сирены, далее свет указывающий

на конкретный аппарат.

- контрольная - извещает о состоянии объекта.

-предупредительная - предназначена для извещении персонала об пере- ключении оборудования

Автоматическая защита применяется для отключения оборудования, на- ходящегося в аварийной ситуации (защита от короткого замыкания).

Автоматическая блокировка - делится на 2 вида.

-аварийная - служит для отключения аппаратов, находящихся в техноло- гической цепи до аппаратов, находящихся в аварийной ситуации.

-запретно-разрешающая - предназначена для реализации сложных циклов оборудования по заданным режимам и не допускает вкл/откл персоналом само- стоятельно отдельных аппаратов, работающих по сложному циклу