Описание тп.

Закалка – термическая обработка, заключается в нагревании стальных заготовок до Т>Т_крит, выдержке и последующем охлаждении.

Охлаждение при закалке должно обеспечивать получение требуемой прокаливаемости и не должно вызывать закалочных дефектов (трещины, деформация, коробление).

В качестве охлаждающей жидкости может использоваться вода, водный раствор щёлочей, масла. Для легированных сталей используется минеральное масло. Оно обеспечивает низкую скорость охлаждения, но обладает повышенной воспламеняемостью.

Отпуск – окончательная операция термической обработки, способствующая получению требуемой механической прочности заготовки.

Данный ТП имеет линейную структуру.

Основными контролируемыми параметрами при автоматизации данного процесса являются температура и время.

При закалке температура поддерживается равной 820^о С. Время при закалке выбирается из расчёта t = 40-50 секунд на 1 мм² сечения заготовки). При охлаждении t = 30-40 мин. При отпуске t = 1-2,5 часа.

13. Функции асутп.

АСУТП – человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в соответствии с принятыми критериями.

Этими критериями могут быть технико-экономические показатели (себестоимость, прибыль, рентабельность) и технологические показатели (характеристика выходного продукта, параметры технологического процесса и т.д.).

Функции АСУТП – совокупность действий, направленных на достижение целей управления.

Различают централизованный контроль, обработку информации и управляющее воздействие.

Централизованный контроль:

• Непрерывное, периодическое или по вызову измерение значений параметров ТП и показателей состояния технологического оборудования.

• Обнаружение, регистрация и сигнализация отклонений значений параметров ТП и показателей состояния технологического оборудования.

• Контроль, регистрация и срабатывание блокировок и защит.

• Оперативное отображение параметров ТП, выполняемое комплексов технических средств.

Обработка информации:

• Косвенное измерение параметров ТП и показателей технологического оборудования.

• Расчёт обобщённых показателей, характеризующих состояние ТП.

• Расчёт технико-экономических и эксплуатационных показателей ТП.

• Диагностика протекания ТП, анализ срабатывания блокировок и защит.

• Подготовка информации и обмен ею со смежными и вышестоящими АСУ.

Управляющее воздействие:

• Выдача рекомендаций оператору по управлению ТП.

• Выбор оптимального режима работы ТП.

• Формирование управляющих сигналов для поддержания оптимального режима работы.

13. Классификация АСУТП. Состав АСУТП.

1. АСУТП, обеспечивающие стабилизацию заданного, оптимального или рационального режима работы ТП (АСУТП стабилизации скорости шлейфования при обработке деталей на металлорежущих станках).

2. АСУТП, отрабатывающие с установленной точностью заданное или непрерывно задаваемое изменение ТП (система управления стансками с ЧПУ, манипуляторами, лифтами, подъёмниками и т.д.).

3. АСУТП, самостоятельно выбирающие рациональный или оптимальный режим работы ТП (АСУТП по раскрою материалов).

Состав АСУТП.

1. Техническое обеспечение – совокупность средств регистрации, сбора, обработки, передачи и хранения информации.

2. Программное обеспечение – совокупность программ, обеспечивающих выполнение функций АСУТП и программ, обеспечивающих функционирование комплекса технических средств.

3. Информационное обеспечение – системы классификации и кодирования технологической и технико-экономической информации, массивы данных и документов, обеспечивающих выполнение функций АСУТП, и нормативно-справочная информация.

4. Организационное обеспечение – совокупность описания функциональных, организационных и технических структур и инструкций для оперативного и эксплуатационного персонала АСУТП.

13. Схемы управления АСУТП: управление в режиме советчика оператора.

Если устройство управляет ТП, то роль оператора сводится к наблюдению за выполнением хода ТП, поэтому достаточно индикации наиболее значимых параметров процесса. Если же ТП управляет оператор, то роль УУ сводится к выдаче оператору рекомендаций по управлению ТП.

Оператор вводит в УУ априорную (не изменяющуюся при переходе от одного типоразмера продукции к другому) и исходную информацию (сведения, изменяющиеся при переходе от одного типоразмера продукции к другому), содержащую сведения о цели и программе функционирования технологического агрегата, а так же о допустимых значениях параметров ТП.

Информация о состоянии ТП вводится в УУ, в котором заложена модель ТП.УУ выдаёт рекомендации, поэтому эта схема используется на этапе внедрения новых методов управления.

13. Схемы управления АСУТП: супервизорное управление.

Задачей супервизорного управления является поддержание параметров ТП вблизи оптимальной рабочей точки. Уставки регуляторов выставляет управляющее устройство.

Пример: Автоматизированная транспортно-складская система. УУ вычисляет адреса стеллажных ячеек, а система локальной автоматики осуществляет перемещение кранов-штаблёров в соответствии с этими адресами.

13. Схемы управления АСУТП: непосредственное цифровое управление.

В данной схеме аналоговые функции традиционных приборов заменяются логикой ЭВМ и ее функциями сопряжения с процессом, выполняемыми в режиме разделения времени. При непосредственном цифровом управлении управляющая ЭВМ работает в неавтономном режиме и выполняет функции регулятора, рассчитывая не уставки регуляторов, как при суперви-зорном управлении, а реальные воздействия и передавая их непосредственно управляющим органам. Это избавляет систему от аппаратурной избыточности, черезмерной загруженности ЭВМ работой с датчиками и исполнительными механизмами. Однако требования к надежности функционирования вычислительных средств существенно возрастают, так как их отказ будет приводить к остановке технологического процесса.

13. Схемы управления АСУТП: управление по возмущению.

Возмущение действующее на входе технологического процесса вводится в модель ТП. АСУТП рассчитывает величину управляющего воздействия с учётом возмущений, поступающих на вход системы. Недостатком данной модели является её фиксированность.

13. Схемы управления АСУТП: Адаптивное управление.

Переходит подстройка модели ТП по возмущающему воздействию, поступающему на вход ТП.

13. Измерительные преобразователи. Погрешности измерительных преобразователей.

Для получения исходной информации необходимо осуществить следующее:

ПП – первичный преобразователь (датчик).

ПрП – промежуточный преобразователь. Служит для получения унифицированного сигнала.

Различают случайные (возникают случайным образом и не могут быть устранены), грубые (возникают вследствие неправильной организации процесса измерения) и систематические (вызваны недостатком методов измерения и недостатком конструкции преобразователей) погрешности.

Абсолютная погрешность – разность между текущим и заданным значением

Относительная погрешность

Проверенная относительная погрешность

Где x_max – максимальное значение из диапазона измеренных значений.

Зависимость между входным и выходным сигналами ИП называется статической характеристикой объектов.

Нестабильность статической характеристики ИП является источником двух видов погрешности: дрейф нуля (x_n(t) ≠ const) и изменение чувствительности (tgα ≠ const).

Для их компенсации используют следующее:

1. Дрейф нуля – y = kx + m + x_n(t)

2. Изменение чувствительности – y = (k₀ + k_f(t))x + m.

Если известны законы изменения масштабных коэффициентов k и m во времени.

13. Задачи первичной обработки данных в АСУТП.

х₀ – номинальное (заданное) значение

х – действительное значение

∆х – помехи

у – измеренное значение

∆у – ошибки

Задача первичной обработки данных в АСУТП заключается в нахождении номинального и действующего значения при известном измеренном значении.

Подзадачи:

• Масштабирование (определение коэффициентов)

• Калибровка (определение калибровочной функции по результатам экспериментов, либо по характеристикам устройства)

• Линеаризация характеристик измерительного канала

• Контроль достоверности измеренных значений

• Корректировка влияния ошибок измерения и помех (сключение влияния ошибок и помех)