Технические средства выработки управляющих команд.
Цель; изучение технических средств выработки управляющих команд.
План;
Автоматические регуляторы.
Типовые установки централизованного контроля и управления.
Типовые микропроцессорные установки.
Программируемые микропроцессорные контроллеры.
1. Автоматические регуляторы. Автоматические регуляторы с типовыми алгоритмами регулирования - релейными, пропорциональным (П), пропорционально - интегральным (ПИ), пропорционально -дифференциальным (ПД) и пропорционально - интегрально - дифференциальным (ПИД) - составляют основную группу регуляторов, используемых в самых различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Главная функция регулятора - формирование сигнала рассогласования между регулируемой величиной и её заданным значением (установкой) и динамическое преобразование сигнала рассогласования по типовым алгоритмам (законам) регулирования. Управляющий сигнал с выхода регулятора поступает непосредственно на вход исполнительного устройства автоматической системы. Однако к современным автоматическим регуляторам предъявляется ряд дополнительных эксплуатационных требований, основными из которых являются: безударный переход(т.е.без дополнительных переходных процессов в цепях) с в режиме автоматического управления безударный переход с внешнего источника ограничение выходного аналогового сигнала по верхнему и нижнему уровням и связь с УВМ верхнего уровня иерархии управления ; аналоговая и дискретная автоподстройка динамических параметров регулятора, Автоматические регуляторы электрической ветви в зависимости от вида электрического сигнала разделяются на аналоговые, дискретные и гибридные (аналого-дискретные). В свою очередь, дискретные регуляторы могут быть импульсными и цифровыми. В аналоговых регуляторах информационный сигнал непрерывен на всём тракте формирования сигнала регулирования. Дискретных регуляторов в одной или нескольких точках тракта формирования регулирующего сигнала происходит импульсная модуляция сигнала либо по амплитуде (АИМ), либо по длительности (ширине) импульсов (ШИМ), либо по частоте импульсов (ЧИМ); модуляция по уровню в релейных регуляторах и модуляция по уровню и амплитуде в цифровых регуляторах. В гибридных регуляторах информационные сигналы имеют как аналоговую, так и дискретную природу в различных точках тракта формирования регулирующего сигнала. 1. Типовые установки централизованного контроля и управления. Установки централизованного контроля и регулирования (ЦКР) являются основным техническим средством централизованных систем контроля, регулирования и управления. Характерными задачами, выполняемыми этим классом систем, являются дистанционный контроль, регулирование и управление ТОУ, территориально отдаленным от центрального пульта оператора. На установки ЦКР в таких системах возлагаются функции измерения технологических параметров, их регистрации (непрерывной или выборочной), сигнализации (звуковой, световой) отклонений параметров от заданных значений, регистрации отдельных событий (например, аварийных), выработки регулирующих двух - или трехпозиционных сигналов, управления блоками защиты, логико-командное управление. Установки ЦКР являются разновидностью более широкого класса информационно -измерительных систем (ИИС). В условиях ЦКР измеренные значения параметров технологического процесса сравниваются со значениями этих параметров, принимаемых за нормальные, расчетные. Наиболее простая задача установок с ЦКР - выдача сигналов отклонения от «нормы», сигнализация и, возможно, регистрация. С точки зрения построения структуры установки ЦКР наибольшее распространение (при достаточно большом числе контролируемых параметров) нашла структура параллельно - последовательного типа. 2. Типовые микропроцессорные установки. Типовые микропроцессорные установки (станции) обладают унифицированными техническими структурами для широких классов технологических процессов с числом контуров контроля, регулирования и управления от 8 до 256; модульным программным обеспечением, ориентированным на конкретный процесс; общей базой данных; унифицированным интерфейсом для объединения в составе распределенных АСУ ТП; функциональной полной и автономностью и конструктивной законченностью. При разработке таких установок основополагающими являются принципы типизации, унификации и агрегатирования. Наряду с локальными регуляторами, установками ЦКР, ИУВК на базе мини - и макро ЭВМ типовые микропроцессорные установки вмести с рассматриваемыми далее программируемыми микропроцессорными контроллерами становятся одним из наиболее распространенных технических средств современных АСУ ТП. Типовая микропроцессорная установка контроля и регулирования, ядром которой является, микропроцессорный блок обработки информации предназначена для построения локальных систем автоматики с числом каналов 8-16 либо для включения её в состав КТС распределенных АСУ ТП на нижнем уровне. Установки подобного назначения, поэтому должны удовлетворять требования функциональной законченности, автономности. Термин «типовая» в применении к такой установке означает, что она реализует типовой состав функций, который следует из решения задачи типизации КТС для определенного класса объектов, выполняет следующие функции: Принимает аналоговые нормализованные сигналы от датчиков и дискретные Через специальный дисплейный пульт принимает от оператора команды Выдаёт оператору на дисплей пульт отчётную , текущую и плановую По командам оператора, по технологической программе и показаниям датчиков Осуществляет внешние связи через последовательный интерфейс с другими Вычислительное ядро установок позволяет осуществлять: предварительную 4. Программируемые микропроцессорные контроллеры. Термином Программируемые микропроцессорные контроллеры.(ПКМ) обозначают изделия группы устройств преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, реализованных на базе микропроцессорной техники и являющихся по сути специализированными управляющими микроЭВМ для работы в локальных и распределенных системах управления реальном времени в соответствии с фиксированным набором рабочих программ, размещенным в ПЗУ, а не в ОЗУ. Особенности ПМК, отличающие их от управляющих мини - и микроЭВМ: проблемно - ориентированное программное обеспечение на конкретную схожесть физической структуры ПМК различных назначений; программирование ПМК в процессе их изготовления, поэтому изменение ПМК предназначены для эксплуатации в непосредственной близости от Модульная структура ПМК, позволяющая наращивать память ПМК, изменять Меньший объем памяти и меньшее число электронных блоков в составе ПМК Наличие сканирующих (коммутирующих) устройств для поочередного опроса По своему назначению - областям проблемой ориентации - ПМК бывают: 1. микроконтроллерами, предназначенными для замены устройств электроавтоматики 2. микроконтроллерами, предназначенными для реализации алгоритмов 3. микроконтроллерами координирующего типа, предназначенными для реализации Уже сложившиеся области применения ПМК со свободно программируемой («виртуальной»по 12) структурой взамен традиционных электронных устройств с жесткой структурой достаточно обширны, и развитие средств промышленной автоматики в сторону ПМК составляет в настоящее время основное направление в техническом обеспечении систем управления всех типов и назначения. Вопросы: Вспомните главную функцию регулятора? Как расшифровывается абривиатура ЦКР? Что означает термин «типовая» Для чего предназначены микроконтроллеры координирующего типа?
режима ручного управления на автоматический и обратно;
сигнала задания на внутренний (необходимый, например, в супервизорном
управлении);
сигнализации предельных значений этих уровней;
необходимая для построения адоптивных систем управления.
сигналы от концевых выключателей, кнопок управления и т.п. и вводит эту
информацию в ОЗУ, доступное процессору;
управления технологическим оборудованием, программы управления
технологическим оборудованием, запросы информации;
информацию, по требованию оператора выдаёт на АЦПУ информацию для
получения твёрдой копии; осуществляет звуковую, световую сигнализацию об
опасных и аварийных отклонениях;
вычисляет и выдаёт на исполнительные механизмы, управляющие воздействия в
виде аналоговых сигналов О-10В и дискретных типа «сухой контакт».
установками на расстояние до 3 км, через интерфейс «общая шина» с устройствами
СМ ЭВМ на расстояние до 15 м, через интерфейс «токовая петля»(4-20 мА) с
соответствующим периферийным оборудованием на расстояние до 1 км;
обработку сигналов от датчиков, программное задание уставок регуляторам по
программам, вводимым оператором, прямое управление по произвольным законам
и логико-командное управление. Установка имеет программно - управляемый
таймер, систему диагностики, средства индикации и аварийной сигнализации и
выход на алфавитно - цифровое печатающее устройство.
задачу или на набор задач;
программы работы (обычно это делается редко), настройка, реконфигурация и
т.п. осуществляются на пульте у оператора клавишами, перемычками, как в
обычных аналоговых устройствах автоматики;
технологического оборудования, поэтому в ПМК обеспечивается необходимая
защита от промышленных помех, гальваническая развязка от внешних цепей
оптронами, ферритовыми трансформаторами;
число входов и выходов и т.п.;
по сравнению с микроЭВМ;
входов ПМК.
на крупносерийном и массовом производстве - релейных и логических схем,
командных аппаратов; такие ПМК логического типа появились на базе развития и
слияния средств вычислительной техники на МП, релейной бесконтактной автоматики
и циклового программного управления технологическим оборудованием, и именно
логические ПМК положили начало в ряду программируемых контроллеров;
регулирования, динамического и нелинейного преобразования аналоговых и
дискретных сигналов в системах автоматического регулирования; такие ПМК
Регулирующего типа заменяют аналоговые, импульсные и цифровые регуляторы;
функций программных задатчиков, специальных алгоритмов логико-командного
управления периферийными устройствами, функций координирующей микроЭВМ в
распределенном управлении(ведущий контроллер)