Презентация - Современные технические средства автоматизации производства

КУРС: ВВЕДЕНИЕ В АВТОМАТИЗАЦИЮ Тема 7: Современные технические средства автоматизации производства

Тема 7. Часть1: Современные технические средства автоматизации производства Вопрос 1 Технологические объекты автоматизированных технических систем Вопрос 2 Автоматизированная система управления Вопрос 3 Контрольно-измерительные приборы

Автоматизированные технические системы Технологические объекты Контрольно-измерительные приборы Регулирующие устройства Исполнительные устройства Автоматизированная система управления (АСУ) Вспомогательные устройства

Вопрос 1: Технологические объекты автоматизированных технических систем Технологические объекты – это совокупность установок, устройств и оборудования, которые предназначены для преобразования материально-энергетических потоков в некий продукт, пригодный для потребления - Материально-энергетический поток Технологический процесс Продукт

В зависимости от уровня управления технологическим объектом могут быть: - технологические агрегаты и установки, - группы станков, - отдельные производства (цеха, участки), реализующие самостоятельный технологический процесс; - производственный процесс всего предприятия, если управление им сводится к рациональному выбору и согласованию режимов работы агрегатов, участков и производств. Технологические объекты управления (ТОУ) производств имеют, как правило, несколько возможных каналов управления, причем эти каналы управления характеризуются различными статическими и динамическими свойствами.

К технологическим объектам относят: Энергетические объекты 2. Машиностроительные объекты 3. Химические объекты 4. Объекты пищевой и перерабатывающей промышленности 5. Транспортные объекты при передаче вещества либо энергии от одного объекты к другому.

Энергетические объекты

Машиностроительные объекты

Химические объекты

Объекты пищевой и перерабатывающей промышленности

Транспортные объекты

Состав автоматизированной системы управления технологическим процессом или объектом Составными частями АСУ могут быть отдельные системы автоматического управления и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как - системы диспетчерского управления и сбора данных, распределенные системы управления и другие, более мелкие системы управления. Как правило, АСУ имеет: единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Вопрос 2: Автоматизированная система управления

Три уровня автоматизированной системы управления Верхний уровень - операторские станции, сервер системы Средний уровень - регуляторы, контроллеры Нижний уровень - контрольно-измерительные приборы, исполнительные механизмы

На нижнем уровне АСУ находятся: контрольно-измерительные приборы, которые производят измерение параметров технологического процесса. исполнительные и вспомогательные устройства, которые выполняют команды регулирующих устройств, производя работу по поддержанию технологического процесса в требуемых пределах.

На среднем уровне АСУ находятся регулирующие устройства (регуляторы, контроллеры), которые управляют последовательностью протекания технологического процесса и передают, через коммуникационный сервер сетевого уровня, информацию на верхний уровень.

На верхнем уровне АСУ ТП находятся: операторские станции. На операторских станциях отображается мнемосхема объекта, со всеми текущими, измеренными параметрами и оператор ведёт технологический процесс, имея всю нужную информацию на экране монитора. сервер системы. На сервере системы располагается вся архивная информация, база данных ПО контроллеров.

Аппаратные средства АСУ: - контроллеры; - устройства для сопряжения контроллеров с датчиками и исполнительными механизмами; - модули цифрового интерфейса; - операторские станции и серверы системы; - сети; - автоматизированная система диспетчерского управления для передачи в диспетчерскую технологических параметров.

Программные средства: - операционные системы реального времени; - средства разработки и исполнения технологических программ; - системы сбора данных и оперативного диспетчерского управления. Основная цель внедрения АСУ - это повышение экономической эффективности предприятия. Её достижение возможно только при грамотном проведении всего комплекса работ в области создания интегрированных систем комплексной автоматизации, построенных на базе современных технических, программных и коммуникационных средств и технологий.

Вопрос 3: Контрольно-измерительные приборы Первичные измерительные преобразователи (датчики) – чувствительный элемент автоматического устройства, воспринимающий контролируемую величину и преобразующий ее в выходной сигнал, удобный для передачи на расстояние и воздействия на последующие элементы автоматических устройств. Они предназначены для измерения различных физических величин (параметров производственных процессов): температуры, давления, влажности, концентрации растворов и т.д. Вторичные преобразователи – измерительные приборы (ИП) предназначены для преобразования контролируемых технологических параметров в визуальную информацию. В зависимости от формы представления информации эти измерительные приборы подразделяются на аналоговые (стрелочные и самопищущие) и цифровые, а по виду используемой энергии — на электрические и пневматические.

Основными требованиями, предъявляемыми к датчикам, являются высокая чувствительность, линейная зависимость выходной величины от входной, малая инерционность. Статической характеристикой датчика является зависимость выходной величины от входной, т.е. Хвых f(Хвх). Датчики По измеряемой величине По принципу действия По виду и характеру выходного сигнала Датчик температуры Датчик давления Датчик уровня Датчик плотности Датчик электрический Датчик пневматический Датчик гидравлический Датчик аналоговый Датчик дискретный

Выходными сигналами первичных приборов, датчиков являются как правило унифицированные стандартизованные сигналы, в противном случае используются нормирующие преобразователи (рисунок 1). Нормирующий преобразователь НП выполняет следующие функции: преобразует нестандартный неунифицированный сигнал (например, m V, Ом) в стандартный унифицированный выходной сигнал; осуществляет фильтрацию входного сигнала; осуществляет линеаризацию статической характеристики датчика; применительно к термопаре, осуществляет температурную компенсацию холодного спая.

Нормирующий преобразователь (НП) применяется, также в следующих случаях: когда необходимо подать сигнал измеряемой величины на несколько измерительных или регулирующих приборов; а также когда необходимо передать сигнал на большие расстояния, например сигнал от термопары передается на малые расстояния - до 10 м, а унифицированный сигнал постоянного тока может передаваться на большие расстояния - до 100 м. В современных промышленных регуляторах нормирующий преобразователь НП как правило является обязательной составной частью входного устройства регулятора.

Различают следующие виды первичных измерительных преобразователей (датчиков): Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрокинетические, гальванические и др. датчики). К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термосопротивления и т.п. Данным приборам для работы необходим источник энергии. Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины. Генераторные Параметрические Механические

термометры расширения, основанные на свойстве температурного расширения жидких и твердых тел; - термометры конденсационные; - термометры сопротивления; оптические цветовые пирометры; термометры газовые и жидкостные манометрические; - электрические термометры (термопары); - оптические монохроматические пирометры; - радиационные пирометры. Первичные преобразователи для измерения температуры: По термодинамическим свойствам, используемым для измерения температуры, можно выделить следующие типы термометров:

Первичные преобразователи для измерения давления: По принципу действия: жидкостные (основанные на уравновешивании давления столбом жидкости); поршневые (измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень); пружинные (давление измеряется по величине - деформации упругого элемента); электрические (основанные на преобразовании давления в какую-либо электрическую величину).

Первичные преобразователи для измерения давления: По роду измеряемой величины: манометры (измерение избыточного давления); вакуумметры (измерение давления разряжения); мановакуумметры (измерение как избыточного давления, так и давления разряжения); напоромеры (для измерения малых избыточных давлений); тягомеры (для измерения малых давлений, разряжений, перепадов давлений); тягонапорометры; дифманометры (для измерения разности или перепада давлений); - барометры (для измерения барометрического давления).

Первичные преобразователи для измерения расхода пара, газа и жидкости: Приборы, измеряющие расход, называются расходомерами. Эти приборы могут быть снабжены счетчиками (интеграторами), тогда они называются расходомерами-счетчиками. Такие приборы позволяют измерять расход и количество вещества.

Классификация преобразователей для измерения расхода пара, газа и жидкости: Механические: Объемные: А) ковшовые, Б) барабанного типа, В) мерники. Скоростные: А) по методу переменного или постоянного перепада давления, Б) напорные трубки, В) ротационные. Электрические: электромагнитные, ультразвуковые, радиоактивные.

Первичные преобразователи для измерения уровня: Под измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной поверхности, принятой за начало отсчета. Приборы, выполняющие эту задачу, называются уровнемерами. Методы измерения уровня: поплавковый, буйковый, гидростатический, электрический

ЛЕКЦИЯ ОКОНЧЕНА! СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!