Теперин А.А. Лекции по дисциплине: СД.01 Технические средства автоматизации и управления - файл n1.doc

Теперин А.А. Лекции по дисциплине: СД.01 Технические средства автоматизации и управления
скачать (2953 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2953kb.08.07.2012 17:06скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14



Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева

Кафедра автоматики и управления

Конспект лекций по дисциплине:

СД.01

Технические средства автоматизации и управления

Подготовил

ст. преп. Теперин А.А.

Направление: 651900 Автоматизация и управление.
Специальность: 210100 Управление и информатика в технических системах.


Казань 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВАХ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ 4

Основные понятия и определения 4

Функции автоматизированных систем управления и требования к ним 4

Мониторинг 5

Управление 5

Автоматическое управление 6

Пример — регулятор температуры 7

1.3. Требования к промышленным системам управления 8

1.4. Совместимость средств автоматизации. 8

2.ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ИП), ДАТЧИКИ 11

2.1. Бинарные и цифровые измерительные устройства 11

Датчики положения 12

Пороговые датчики 13

Индикаторы уровня 14

Цифровые и информационно-цифровые датчики 14

Пример - Датчики положения вала 14

2.2. Аналоговые измерительные устройства 15

Датчики движения 15

Пример - Резольвер 16

Пример - Тахометр 17

Датчики силы, момента 18

Измерительные преобразователи давления 18

Датчики приближения 19

Измерительные преобразователи температуры 20

Термоэлектрические преобразователи (термопары) 20

Резистивный детектор температуры 23

Термистор 24

Манометрический способ измерения температуры. 25

Измерение расхода 25

Измерение объемного расхода 25

Измерение массового расхода 29

Измерительные преобразователи уровня. 29

Химические и биохимические измерения 30

2.3. Структурные схемы измерительных преобразователей (ИП). 31

2.4. Метрологические характеристики ИП. 32

Статические характеристики ИП 32

Динамические характеристики ИП. 35

2.5. Линии связи измерительных устройств 36

Четырехпроводная линия связи. 36

Трехпроводная линия связи. 37

Двухпроводная линия связи. 38

Преимущества и недостатки линии связи с токовыми сигналами и сигналами напряжения. 39

Особенности подключения потребителей к линиям связи. 41

Линия связи по напряжению. 41

Токовая линия связи. 41

Комбинированные линии связи. 42

2.6. Нормирующие преобразователи 42

Преобразователь сигналов резистивных датчиков в стандартный токовый сигнал БУС-10. 42

Преобразователь малых постоянных напряжений в стандартный токовый сигнал (БУТ). 44

2.9. Устройства, обеспечивающие работу датчиков во взрывоопасных помещениях 44

П288 – преобразователь измерительный, двухпроводный. 44

Барьер искрозащиты. 45

Блок питания датчиков – EХ. 45

Заключение для раздела ИП. 46

3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЦИФРОВЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ. 47

3.1. Рекомендуемый стандарт RS-232 48

3.2. Рекомендуемый стандарт RS-422 49

3.3. Рекомендуемый стандарт RS-485 50

Принцип работы сети RS485 52

4. УСТРОЙСТВА СВЯЗИ С ОБЪЕКТОМ 52

4.1. На примере модулей фирмы GRAYHILL. 52

Дискретные модули УСО. 53

4.2. УСО на примере устройств серии ADAM4000. 55

Модуль аналогового ввода на примере ADAM4012. 55

Модуль дискретного ввода-вывода. 56

Модули коммуникационной связи. 56

5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ. 58

5.1. Классификация регуляторов 58

Позиционные регуляторы. 59

Самонастраивающееся управление 60

5.2. Выбор типа регулятора 61

6. ИЗМЕРИТЕЛИ-РЕГУЛЯТОРЫ 63

6.1. Измерители-регуляторы на примере ТРМ-1, 2ТРМ-1 63

6.2. Измеритель-ПИД-регулятор ТРМ-10 64

6.3. ПИД-регулятор с универсальным входом ТРМ-101 65

7. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ КОНТРОЛЛЕРЫ. 67

7.1. Ремиконт Р130. 67

Модуль аналоговых сигнала (МАС). 69

Модуль сигналов дискретный (МСД). 70

Модуль стабилизированного напряжения (МСН). 71

Сетевое подключение Р130. 72

Программирование Ремиконта Р-130 73

8. УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ 78

Усилители с ШИМ 78

Пример - Преобразователь частоты для асинхронных двигателей. 80

9. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 82

9.1. Шаговые двигатели 83

9.2. Двигатели постоянного тока 84

9.3. Асинхронные и синхронные двигатели 84

9.4. Управляющие клапаны 85

10. ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ 87

10.1. Классификация промышленных объектов управления 87

10.2. Методы получения математического описания 88

Рекомендуемая литература 89



  1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВАХ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ



Производственные процессы характеризуются множеством регулируемых величин: температурой, давлением, расходом, концентрацией и т. д., которые называются параметрами процесса. Чтобы технологическое оборудование работало в требуемом режиме, то есть с высоким КПД, с заданной производительностью, давало продукцию необходимого качества и работало надежно, необходимо поддерживать величины, характеризующие процесс, в большинстве случаев постоянными. Эта важнейшая задача возложена на промышленные системы автоматического регулирования и стабилизации технологических процессов.

Промышленные системы регулирования занимают второй уровень современных иерархических систем управления технологическими процессами. Их главная задача состоит в том, чтобы стабилизировать технологические параметры на заданном уровне. Этим занимаются системы автоматической стабилизации. В этих системах сигнал задания (уставка регулятора) остается постоянным в течение длительного времени работы. Другой, не менее важной задачей, является задача программного управления технологическим агрегатом, что обеспечивает переход на новые режимы работы. Решение этой проблемы осуществляется с помощью той же системы автоматической стабилизации, задание которой изменяется от программного задатчика.

В современных технологических комплексах имеются сотни и тысячи контуров регулирования, от качественной работы которых во многом зависит качество выдаваемой продукции. Поэтому для большинства промышленных САР необходима достаточно высокая точность их работы. При этом главное назначение системы стабилизации - это компенсация внешних возмущающих воздействий, действующих на объект управления.

    1. Основные понятия и определения


Измерительный преобразователь - техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи. ИП или входит в состав какого-либо измерительного устройства (измерительного прибора, датчика) или применяется вместе с каким-либо средством измерения.

Датчик - конструктивно обособленный элемент измерительной или регулирующей системы, предназначенный для преобразования измеряемой физической величины в удобный для считывания или дальнейшего использования и обработки сигнал.

Регулятор - следит за работой объекта управления как системы и вырабатывает для неё управляющие сигналы. Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления и реагируют на их изменение с помощью некоторых алгоритмов управления в соответствии с заданным качеством управления.

Управляющий (технологический) контроллер – автоматическое (как правило, микропроцессорное) устройство, содержащее различные каналы ввода/вывода и предназначенное для решения задач управления техническими/технологическими процессами.

Автоматизированная система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п.

Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП — решает задачи оперативного управления и контроля.
    1.   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации