Функции системы

• Сбор и обработка информации об объекте.

• Отображение информации об объекте (в виде анимированной мнемосхемы, световых и звуковых сигналов, графиков, таблиц на экране).

• Распознавание предаварийных ситуаций и выдача управляющих воздействий по их предотвращению.

• Выработка и передача локальным устройствам управления заданий и команд операций по управлению технологическими участками объекта.

• Учет работы, расхода сырья.

• Печать отчетов и протоколов о работе объекта.

• Диагностика.

Локальные автоматические системы (ЛАС)

ЛАС обеспечивает выполнение всех функций процессов управления или их части без непосредственного участия человека. Обобщенная структура ЛАС представлена на рис. 1.6.

УУ – управляющее устройство;

АР – автоматические регуляторы;

УЛУ – управляющее логическое устройство, обеспечивающее дискретное управление объектом (пуск-останов, управление циклом, защиту, сигнализацию).

Ниже рассматриваются различные варианты реализации ЛАС.

Рис. 1.6. Обобщенная структурная схема ЛАС

Системы САК обеспечивают автоматическое получение информации о состоянии объекта и значение параметров его функционирования.

При малом числе контролируемых параметров для каждой величины выполняют свой канал контроля. Структура одноканальной САК представлена на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Структурная схема одноканальной САК: Х – контролируемый параметр; Х_зад – заданное значение контролируемого параметра

При большом количестве контролируемых параметров применяют принцип централизованного контроля, при котором на каждый контролируемый параметр ставится датчик, а управляющий элемент будет один.

Системы САС предназначены для представления информации об объекте персоналу в виде световых и звуковых сигналов.

САС классифицируются следующим образом (рис. 1.8)

Рис. 1.8. Классификация систем сигнализации

Структура многоканальной САС представлена на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Структурная схема многоканальной САС

Системы САЗ обеспечивают защиту технологического оборудования от аварии и оперативного персонала от травмирования.

Классификация САЗ по назначению представлена на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Классификация САЗ

САОП – система аварийного отключения или переключения режима работы технологического оборудования;

СЗП – система защиты оперативного персонала;

СПЗ – система противопожарной защиты.

На рис. 1.11 показана структурная схема одноканальной САЗ. В этой системе в аварийных ситуациях осуществляется управляющее воздействие на объект через исполнительный элемент ИЭ.

Системы САР предназначены для управления объектами непрерывного действия, в частности для решения таких задач автоматизации, как стабилизация технологических параметров, поддержание заданного соотношения между двумя и более параметрами, супервизорное регулирование режимов работы технологических объектов и др. Ниже приводятся примеры САР.

Рис. 1.11. Структура одноканальной САЗ (с одной контролируемой величиной)

Многоканальная система стабилизации режима работы ТОУ непрерывного действия представлена на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Структурная схема многоканальной стабилизирующей системы: Д – датчик; РУ, ИУ – регулирующее и исполнительное устройства; ТОУ – технологический объект управления; З – задатчик

Система состоит из n автономных каналов регулирования технологических параметров является системой несвязанного регулирования. Обеспечивает заданный режим работы ТОУ. Оператор (или наладчик) устанавливает заданные значения регулируемых параметров с помощью задатчиков З1, З2,…, Зn.

Примеры многоканальных систем стабилизации:

• САР массообменных процессов в химическом производстве, например, САР ректификационной установки;

• САР сырьевых мельниц, обжиговых агрегатов в производстве цемента и др.

Системы супервизорного регулирования технологических параметров (рис. 1.13) применяются для управления сложными ТОУ непрерывного действия в химическом производстве (реакторы, ректификационные установки), энергетике (котельные установки, турбины), металлургии (прокатные станки), в горном деле (проветривание шахт).

Контуры регулирования могут быть аналоговыми и/или цифровыми. Последние обеспечивают более высокую точность регулирования, тестовую диагностику (все это труднее обеспечить в аналоговом варианте).

Системы регулирования соотношения технологических параметров (рис. 1.14) предназначены для поддержания заданного соотношения технологических параметров, например соотношения «топливо – воздух» в топках котлов, соотношения компонентов строительных смесей в многокомпонентных весовых дозаторах, соотношения скоростей смежных клетей в прокатных станах и т.д.

Такая система может обеспечить оптимальное управление объектом, адаптацию к условиям функционирования (к среде), способна также выполнять такие функции, как:

• защита, блокировка, сигнализация;

• техническая диагностика.

Рис. 1.13. Структурная схема супервизорного регулирования технологических параметров: УК – управляющий компьютер промышленный или ПК, выполняющий функции интеллектуального задатчика параметров; РУ – регулирующее устройство (аналоговый регулятор или микропроцессорный контроллер); ИУ – исполнительное устройство (привод, силовой пребразователь, пусковая аппаратура и др.); Д – датчик (аналоговый или дискретный); – вектор заданий; – регулируемые параметры ТОУ; – заданные значения регулируемых параметров; – вектор возмущающих воздействий на объект; – управляющие воздействия (потоки энергии или вещества, подводимые к объекту)

Структурная схема САР соотношения двух параметров представлена на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Структура САР соотношения технологических параметров

Обозначим коэффициент заданного соотношения параметров

.

Тогда заданное значение ведомого параметра, формируемое блоком соотношения параметров БСП, определяется выражением

,

где – измеряемое датчиком текущее значение ведущего параметра.