Абдулин С.Ф. Системы автоматики предприятий стройиндустрии
Подождите немного. Документ загружается.
Л-110, Р-130, РК-131/130 и отличается высокой надежностью и низкой
стоимостью микроЭВМ. Основу микроЭВМ составляет микропроцессор,
который совместно с дополнительными устройствами (вспомогательной
памятью, периферийными устройствами, средствами связи и структурно
необходимыми другими микропроцессорами и БИС), обеспечивает ре-
шение совокупностей разнообразных относительно несложных задач. В
частности, это широко распространенные задачи по управлению производ-
ственным агрегатом или технологическим процессом с помощью вычисли-
тельного комплекса небольшого быстродействия по вводу-выводу. Уме-
ренные технические возможности микроЭВМ (по сравнению с мини-ЭВМ)
определяют низкий уровень их стоимости, компактности и обширную
область применения в промышленных системах управления в качестве
базовых средств построения АСУ ТП.
Существенному повышению эффективности распределительных сис-
тем управления способствует быстрое развитие и широкое применение в
промышленности интеллектуальных датчиков и исполнительных механиз-
мов, осуществляющих получение, обработку и преобразование информа-
ции в цифровой сигнал непосредственно в месте их установки в техноло-
гическом процессе, что способствует высвобождению излишних вычисли-
тельных мощностей и каналов связи.
6.6.6. Актуальность создания гибких производственных систем
и факторы обеспечения их гибкости
Крупносерийное массовое производство в промышленно развитых
странах составляет лишь 20%, единичное же, мелкосерийное и серийное
производство
-
80%. Связано это с тем, что производители стремятся в
короткие сроки предложить большую массу разнообразных товаров
высокого качества при определенном снижении их стоимости за счёт
снижения доли высокооплачиваемого ручного труда.
а
б
Рис. 6.51. Изменение температуры среды при обработке изделий: а
-
температурно-
временная кривая раствора; б
-
структурная схема локальных систем автоматизации
управления температурным режимом растворов
Это обусловило поиски новых путей развития автоматизации, а
именно разработки программируемых и за счёт этого перестраиваемых
средств, т.е. гибкого оборудования. К ним относятся станки с числовым
программным управлением, промышленные роботы (ПР),
робототехнические системы (РТС) и другие виды оборудования. Ещё
большей гибкостью обладают системы на гибких элементах, управляемых
ЭВМ как единым целым. Высшей формой автоматизации является гибкое
автоматизированное производство (ГАП), а высшей формой ГАП
-
завод
(фабрика)-автомат.
Гибкое производство
-
это в первую очередь такое производство,
которое за короткое время при минимальных затратах, на том же
оборудовании, не прерывая производственный процесс и не останавливая
оборудование, по мере надобности позволяет переходить на выпуск новой
продукции, в общем случае произвольной номенклатуры в пределах
технических возможностей и агрегатов. Тем самым гибкое производство
позволяет удовлетворить требования быстроизменяющейся потребности.
Одним из направлений, позволяющим повысить гибкость
производства, является комплексная автоматизация производственных
процессов.
Системы автоматического управления широко используются в
управлении и стабилизации параметров химико-технологических
процессов. Так, локальные системы автоматизации (ЛСА) реализуют
программу измерения, например температуры обработки изделий, так
называемую температурно-временную кривую (ТВК). На рис. 6.51, а
представлена программа изменения температуры Т
пр
в камере. На рис. 6.51,
б изображена структурная схема ЛСА управления температурно-
временным режимом (ТВК).
Техническая реализация автоматизированного рабочего места (АРМ)
исследователя и экспериментатора, проектировщика, технолога, а также
реализация управляющих цифровых вычислительных машин с большим
объемом памяти и быстродействием, построение производственной
вычислительной сети (ПВС) могут быть осуществлены на базе единой
цифровой машины либо соединены между собой в единую
вычислительную сеть нескольких ЭВМ (ПЭВМ).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Автоматизация всех подотраслей огромной отрасли стройиндустрии
базируется на системном подходе к разработке и проектированию
распределенных систем управления, предполагающих единство цели
управления, совместимость аппаратных и программных средств в единой
системе, согласованность структуры и функций и т.д., использование
открытых технологий, отвечающих международным стандартам на все
виды обеспечений. Многие фирмы выпускают различные по
вычислительным ресурсам и возможностям контроллеры, которые
удовлетворяют всем потребителям производства.
Сохраняются тенденции повышения быстродействия процессоров и
объема памяти компьютеров и контроллеров при существенном снижении
габаритов аппаратов: корпусов, плат, периферии. Растут показатели
надежности средств автоматизации и систем управления в целом. Широко
используются методы структурного резервирования узлов и систем
управления. Расширяются температурный диапазон применения
специализированных компьютеров и контроллеров (от -40 до 85 ºС),
степень защиты от пыли, влаги, вибрации и др. характеристики, что
особенно важно для предприятий. Ускоренными темпами развиваются
интегрированные пограммно-аппаратные средства систем управления
предприятием в целом – от технологического уровня АСУ ТП до бизнес-
уровня.
В целом наблюдается некоторое предпочтение в распределении
средств автоматизации и систем управления по крупным отраслям
промышленности (нефтеперерабатывающая, нефтегазовая, химическая и
строительная).
Практика автоматизации в стройиндустрии за последние 3 – 4 года
показывает, что быстрое развитие информационных технологий, в том
числе периодической литературы (журналов), освещающих основные
аспекты построения и функционирования аппаратно-программных средств
РСУ будет и должно развивать РСУ параллельно с практической
реализацией систем на конкретных предприятиях, что показано в учебном
пособии на ряде примеров.
Быстрое развитие автоматизации жилых и социально-культурных
зданий и сооружений, утвердившее понятие «интеллектуальное здание»,
оснащенное передовыми достижениями бытовой техники и средств
автоматизации, коренным образом изменило качество среды обитания и
тем способствует дальнейшему развитию качества жизни человека по всем
параметрам.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое управляющие операции и процесс управления?
2. Что такое автоматическая и автоматизированная системы
управления?
3. Дайте определение АСР. Чем она отличается от АСУ?
4. Приведите схему обобщенной функциональной АСР и поясните
функциональное назначение ее элементов.
5. Что такое ГСП? Функциональное назначение ее групп.
6. Что определяет научная и техническая основы САК?
7. Откуда берет начало Главная палата мер и весов и кто был пер-
вым ее руководителем?
8. Назначение и структура организационной основы метрологиче-
ского обеспечения средств измерения и автоматизации.
9. Дайте классификацию и определения методов измерения.
10. Приведите классификацию и определения средств измерения.
11. Важнейшие характеристики измерения.
12. Общие сведения о датчиках и современные тенденции датчико-
строения.
13. Принципы измерения физических величин с помощью потенцио-
метрических и тензорезисторных датчиков.
14. Емкостные датчики: назначение, конструктивные различия,
достоинства и недостатки.
15. Электромагнитные датчики: конструктивные различия и области
применения.
16. Измерительные схемы для датчиков: классификация и области
применения.
17. Методы измерения температуры на предприятиях стройиндуст-
рии (указать область применения в наиболее важных подотраслях
стройиндустрии).
18. Дайте классификацию основных типов вторичных приборов и
оцените их перспективность по сравнению с новыми разработками
средств компьютерно-контроллерного типа.
19. Измерение давления: методы измерения и комплексные приборы.
20. Методы измерения количества и расхода вещества в жидком и
сыпучем состояниях в строительстве.
21. Измерение уровня жидких и сыпучих материалов в различных ем-
костях в строительстве.
22. Измерение влажности твердых материалов в строительстве.
23. Измерение кислотности (щелочности) растворов.
24. Автоматические системы регулирования (АСР) технологических
параметров (определение, назначение и области применения, класси-
фикация линейных непрерывных АСР по принципам регулирования и
по наиболее важным признакам, характеризующим АСР.
25. Классификация АСР по характеру изменения заданного значения
регулируемой величины и остаточного отклонения в установившимся
состоянии.
26. Назовите основные свойства объектов регулирования.
27. Классификация линейных АСР, их уравнения, достоинства и
недостатки.
28. Краткая характеристика наиболее распространенных нелинейных
законов регулирования.
29. Назначение и классификация усилительно преобразовательных
устройств.
30. Исполнительные механизмы и регулирующие органы, принципы
их классификации и области применения.
31. Релейно-контактное уравнение ИМ в строительстве.
32. Бесконтактное управление исполнительными механизмами.
33. Схематическое устройство пневматических и гидравлических ИМ
и роль их использования на предприятиях стройиндустрии.
34. Регулирующие органы (классификация и применение их в строи-
тельстве).
35. Статические и динамические характеристики элементов и
автоматических систем регулирования (АСР) в объектах строитель-
ства непрерывного действия.
36. Передаточные функции и временные характеристики, их назначе-
ние при анализе и синтезе АСР.
37. Частотные характеристики АСР, их виды и использование для
анализа и синтеза систем.
38. Типовые динамические звенья АСР, виды их соединений и спо-
собы применения для анализа устойчивости АСР на основе алгебраи-
ческих и частотных критериев.
39. Переходные процессы в АСР, основные показатели качества
(перерегулирование, время регулирования, остаточное отклонение).
40. Дайте характеристику областей применения систем регулирова-
ния по управляющему воздействию (по заданию X
зд
) и по возмущаю-
щему воздействию и как решается проблема компромисса, допус-
кающая определенную незначительную величину статической
ошибки регулирования с увеличением коэффициента усиления сис-
темы, но сохраняющая необходимый коэффициент запаса
устойчивости системы?
41. Понятия о дискретных системах АСР и их классификация.
42. Автоколебания в релейных двухпозиционной АСР с запаздыва-
нием. Определение параметров автоколебаний в АСРД, например при
регулировании тепловым объектом.
43. Сущность распределительных АСУ ТП на основе функцио-
нально-целевой децентрализации и топологической децентрализации
и современная техническая основа реализации РСУ.
44. Обобщенная структура комплекса технических средств АСУ ТП.
45. Техническая реализация АСУ ТП на основе современных
малогабаритных локальных микропроцессорных регуляторов, напри-
мер температуры, типов «Протерм 100», «Минитерм 300» и многих
других, а также мощных программно-технических комплексов (ПТК)
«КВИНТ», «Комплекс», «Техноконт» и др., основу которых состав-
ляют контроллеры Р-130, Р-110, ЧСК, Ш-711, КР-300 и др.
46. Актуальность создания гибких производственных систем и фак-
торы обеспечения их гибкости.
47. Некоторые общие принципы автоматизации производственных
процессов в стройиндустрии.
48. Строительство как одна из разветвленных и ведущих отраслей на-
родного хозяйства.
49. Общность технологических процессов предприятий стройиндуст-
рии и связь ее с основными задачами автоматизации технологиче-
ского оборудования и процессов.
50. Развитие кибернетики и новых принципов адаптационного
автоматического управления. Отличительные особенности самона-
страивающейся АСУ по сравнению с принципами управления по от-
клонению и возмущению.
51. Дополнительные устройства, образующие контур самонастройки
в структуре самонастраивающейся системы управления, для достиже-
ния требуемых показателей качества процесса управления.
52. Состав технических средств (ТС) для автоматизации управления
технологическими процессами и выполняемые ими функции.
53. Критерии, определяющие оптимальный выбор комплекса
технических средств автоматизации технологических процессов.
54. Зависимость экономичности Э от объема капитальных вложений
К и «совершенства» С технических средств. Эффективность Эф АСУ
ТП.
55. Сущность двух основных комплексов работ по созданию АСУ
ТП.
56. Основные базовые принципы выпуска и эксплуатации систем с
использованием перспективных научно-технических средств, зало-
женные в ГСП-2.
57. Характеристика российского варианта CALS-технологии.
58. Этапы построения государственной системы промышленных при-
боров и средств автоматизации (ГСП).
59. Назначение, цели и функции АСУ ТП.
60. Типовые структуры и средства управления технологическими
процессами (ЛСКРиУ, СЦКРиУ).
61. Дайте характеристику систем прямого цифрового управления
(ПЦУ) и супервизорного управления.
62. Что такое ЛВС и ЛУВС, их отличие и выполняемые функции?
63. Топологии распределенных АСУ ТП (радиальная, кольцевая и
шинная)?
64. Средства построения ЛУВС с магистральной структурой.
65. Поясните типовой расчет ТС АСУ ТП.
66. Дайте определения основных понятий типизации, унификации и
агрегатирования ТС и КТС.
67. Общая характеристика программируемых микропроцессорных
контроллеров (ПМК) типа ремиконт и ломиконт.
68. Физические структуры ремиконта и ломиконта, их назначение,
сходство и различие между собой и с микроЭВМ.
69. Особенности языков программирования ремиконтов и ломикон-
тов.
70. Принцип конфигурирования ремиконта.
71. Приведите блок-схему контура регулирования с применением
контроллеров MOD-30 и MOD-300.
72. Дайте структуру КТС АСУ ТП, построенную с применением
MOD-300, DPSS, DCN, LAN, TPIO и полевой аппаратуры.
73. Общее описание и классификация программируемых логических
контроллеров (ПЛК). Применение их в РСУ.
74. Характеристика моноблочных (компактных) контроллеров
(классификация, устройство и область применения).
75. Коммутационные модули: назначение и функции.
76. Модули специального назначения: классификация и назначение.
77. Программное обеспечение АСУ ТП с ПЛК.
78. SCADA-системы в распределенных системах управления.
79. SCADA-системы, встраиваемые в ПЛК: область применения.
80. Промышленные сети контроллеров. Назначение и классификация.
81. Архитектура промышленных сетей.
82. Топология промышленных сетей.
83. Методы организации доступа к линиям связи.
84. Открытые промышленные сети: назначение.
85. Интегрированные системы управления, назначения и реализация
в общей структуре управления предприятием. Приведите иерархию
системы управления в общей структуре управления предприятием.
86. Приведите краткую характеристику бюджетирования,
управленческого планирования и контроля на примере использования
СРМ-систем.
87. Серверы баз данных
-
компьютеры с большим вычислительным
ресурсом. Назначение и концепция использования. Классификация
серверов.
88. Решение типовых задач управления на языках IEC 611-3 с
применением ПЛК в системах РСУ.
89. Приведите пример использования ПЛК для управления системой
автоматизированного подогрева воды.
90. Приведите пример составления программы управления объектом,
например управления светофором, обеспечивающим регулировку
транспортных потоков в соответствии со следующим графиком:
10 с горит красный свет;
10 с горят красный и желтый сигналы;
10 с горит зеленый свет;
5 с зеленый свет мигает;
5 с горит желтый свет.
91. АСУ ТП печей обжига цементного клинкера: краткая характери-
стика объекта управления и решаемые задачи.
92. Автоматизация поточно-транспортных средств. Характеристика
транспортных средств как объектов автоматизации на примере
средств непрерывного и периодического действия.
93. Автоматический контроль и сигнализация работы конвейерного
транспорта. Классификация используемых датчиков и выполняемые
ими функции.
94. Автоматическое управление конвейерным транспортом.
95. Автоматическое управление устройствами пневматического
транспорта.
96. Автоматическое управление транспортными машинами
периодического действия.
97. Автоматизация складов материалов и изделий и характеристика
их как объектов автоматизации.
98. Автоматическое управление оборудованием склада цемента.
99. Автоматическое управление оборудованием склада заполнителей.
100.Автоматический контроль и учет материалов на складе
заполнителей.
101.Автоматизация процессов сушки и нагрева материалов на скла-
дах.
102.Автоматизация процессов дробления и сортировки. Характери-
стика предприятий по переработке нерудных строительных материа-
лов.
103.Автоматизация регулирования производительности дробилок.
104.Статические и динамические характеристики щековой дробилки.
105.Автоматическая оптимизация дробильно-сортировочных процес-
сов.
106.Автоматическое управление щековой дробилкой.
107.Автоматическая защита, сигнализация и учет работы щековых
дробилок.
108.Автоматизация конусных и валковых дробилок.
109.Автоматическое управление работой виброгрохотов.
110.Оптимизация процессов грохочения.
111.Автоматизация поточных технологических линий дробильно-
сортировочных систем.
112.Автоматизация процессов дробления и взвешивания. Классифика-
ция технологических дозаторов и весов.
113.Динамические погрешности процессов дискретного дозирования.
114.Автоматическое управление дозаторами дискретного действия.
115.Динамические и статические характеристики дозаторов
непрерывного действия.
116.Автоматическое управление дозаторами непрерывного действия.
117.Автоматический контроль расхода материалов при дозировании.
118.Автоматический контроль расхода материалов на конвейерных
лентах.
119.Автоматическое взвешивание материалов в железнодорожных
вагонах и автотранспорте.
120.Автоматизация смесительного оборудования. Классификация
строительных установок и процессов.
121.Автоматизация управления смесительной установкой в функции
времени.
122.Автоматизация управления смесительной установкой с контролем
тока двигателя.
123.Автоматическое регулирование вязкости (подвижности) бетонной
смеси.
124.Приведите примеры передовых технологий автоматизации ПТА
(датчик динамографа, система управления производством на основе
контроллеров, адресуемый пожарный многоканальный сигнализатор
МС-АП-01 и др.).
125.Высокоселективный микроволновый метод управления вязкостью
(подвижностью) бетонной смеси.
126.Автоматизация процессов формирования и уплотнения.
Классификация установок и процессов формирования и уплотнения.
127.Автоматическое управление установкой для центрифугирования
труб: назначение и принцип действия.
128.Автоматическое управление установкой для радиального
прессования труб: назначение и принцип действия.