Фафурин В.А., Терюшов И.Н. Автоматизация технологических процессов и производств
Подождите немного. Документ загружается.
Графическое изображение оборудования АСУТП
Структура таблиц идентификации является ключом к построе-
нию необходимого набора символов. Мы просто переписываем эту
структуру, только другим - графическим языком
Если не мудрить с понадзащитовыми приборами, то для гра-
фического изображения оборудования РСУ, ПАЗ и полевого обору-
дования КИПиА и вполне достаточно нижеследующего небольшого
набора графических элементов (рис. 3.1.16). Из всего многообразия
графических изображений, представленных в начале главы, выбрано
только самое необходимое.
Полевой прибор
Щитовой прибор
Прибор на дополнительной панели
Контур («прибор») РСУ
Контур («прибор») ПАЗ
Регулирующий клапан
Отсекатель
Электрозадвижка
Рис. 3.1.16
Дополнительные возможности упрощения
Современные бесщитовые системы предоставляют хорошую
возможность избавиться от "квадратуры круга" и использовать для
графического изображения параметров и функций РСУ и ПАЗ непо-
средственно и только круг:
Контур («прибор») РСУ
Контур («прибор») ПАЗ
Рис. 3.1.17
Путаницы не возникнет, так как на монтажно-технологических
схемах изображение автоматически и естественно ограничивается
сверху уровнем локальной автоматики.
На функциональных же схемах АСУТП мы ограничиваемся
снизу чисто условным обозначением точек подключения к процессу,
уделяя главное внимание представлению стратегии управления.
Так что если мы имеем дело с бесщитовой, или "почти"
бесщитовой системой (а с точки зрения РСУ и ПАЗ так оно и есть), то
можно смело использовать эти легкие в восприятии значки. Именно
эту тенденцию мы сейчас и наблюдаем.
Сравнение различных графических систем, а также предлагае-
мые в данной работе способы изображения оборудования КИПиА
представлены на рис.3.1.18. В последней колонке представлены гра-
фические возможности, или лучше сказать, невозможности ГОСТа
21.404-85.
Рис. 3.1.18
Пример функциональной обвязки электрозадвижки
Рис. 3.1.19
Пример функциональной обвязки отсекателя
Рис. 3.1.20
Рис. 3.1.21
Шестиугольники на последней схеме изображают программные
(логические) переменные, доступные инженеру КИПиА с выделенной
станции обслуживанию полевого оборудования, или с инженерной
станции РСУ.
Пример функциональной обвязки насоса
Рис. 3.1.22
Кнопки с двойной горизонтальной чертой — NVD, NHS и
световое табло NVB расположены на дополнительной оперативной
панели системы ПАЗ. Панель располагается: в помещении управления
в непосредственной близости от рабочих станций РСУ, и
предназначена для оперативного технологического персонала.
Если символ G в качестве символа насоса представляется более
привычным, чем N, нет никаких помех, чтобы построить схему об-
вязки насоса на его основе:
Рис. 3.1.23
Для сравнения приводится пример обвязки насоса из отечественной
практики:
Рис. 3.1.24
Литература
1. Автоматическое управление в химической промышленности :
учебник для вузов /Е.Г. Дудников и др.; под редакцией Е.Г.
Дудникова. - М.: Химия, 1987-368 с.
2. Федоров Ю.Н. Основы построения АСУ ТП взрывоопасных
производств. В 2-х томах. –М.: Синтег, 2006. – 710с.
3. Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в
химической промышленности /В.В.Шувалов, Г.А. Огаджанов, В.А.
Голубятников. – 3-е изд. – М.: Химия, 1991. – 478с.
4. Комплекс программ для решения задач по курсу ТАУ
(каскадные, комбинированные и многосвязные АСР). Фонд
алгоритмов и программ кафедры САУ ТП КГТУ, 2005.
5. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических
систем регулирования /В.Я. Ротач. – М.: Энергия, 1973. – 460с.
6. Системы автоматизации и управления: лабораторный
практикум /В.А. Фафурин, И.Н. Терюшов, А.И. Мухамедзянов. –
Казань: Изд-во Казанского Государственного Технологического
Университета, 2007. – 188с.
7. Тематические каталоги ГСП №1 – 7. Группа предприятий
«Метран». – Челябинск, 2006. Номенклатурный каталог ГСП. ОАО
«Теплоприбор». – Рязань, 2007.
8. Чистяков В.С. Краткий справочник теплотехническим
измерениям /.В.С.Чистяков. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 320с.
9. Приборы и средства автоматизации: методические указания
по выбору технических средств автоматизации /А.В. Герасимов и др. –
Казань: изд-во Казанского Государственного Технологического
Университета, 2005. – 44с.
10. Приборы измерения и контроля систем управления
технологическими процессами: методические указания /В.М.
Анкудинов и др. – Казань: изд-во Казанского Государственного
Технологического Университета, 2002. – 60с.
Лабораторная работа 4
ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В АСУТП
Цель работы:
1. Закрепить и углубить знания по разделам дисциплины
“Автоматизация технологических процессов и производств”,
связанным с оптимальным управлением технологическими
процессами в АСУТП.
2. Ознакомиться с наиболее часто используемыми в АСУТП
критериями оптимального управления, способами формирования
сводных критериев оптимальности; со структурой алгоритма решения
оптимальных задач в АСУТП и его математическим обеспечением.
3. На конкретном примере (технологическом объекте) научиться
решать задачи оптимизации по выбранному критерию управления и
выбирать технические средства автоматизации для реализации
оптимальных систем.
1. Теоретические положения
1.1. Понятие оптимального управления
Управление будем называть оптимальным, если оно
обеспечивает экстремальное значение выбранной целевой функции
(критерия управления) Ф при каждом значении вектора внешних
воздействий (расход и состав сырья, теплоносителей и хладоагенты,
параметры окружающей среды и т.п.) с соблюдением ограничений на
переменные состояния объекта x и управляющие воздействия u.
Ф(x, u) → max (1)
при
maxmin iii
xxх
,
ni ,1
maxmin jjj
uuu
,
nj ,1
в режиме реального времени (on line).
При решении задачи (1) необходимо иметь зависимости между x
и u, определяемые соответствующими статическими
характеристиками объекта
f
i
(x, u) = 0,
ni ,1
.
(2)
Заметим, что оптимальное управление в режиме on line
называют оперативным ОУ.
Отыскание оптимальных значений u, обеспечивающих
максимум критерию (1), может осуществляться как
экспериментальным путем, так и аналитически.
При экспериментальном методе значения управляющих
воздействий u
j
,
j Є 1,m меняют непосредственно на объекте, фиксируя
каждый раз по достижению объектом стационарного состояния,
значение целевой функции Ф.
Из совокупности соответствий Ф(u) выбирают те управления u
= u
опт.
, которые обеспечивают выполнение условия (1).
Эксперимент, чаще всего, планируют с использованием метода
симплекс – планирования [1,2]. Метод применим для объектов,
имеющих малую инерционность критерия Ф по отношению к
управляющим воздействиям u.
Объекты химии, нефтехимии, нефтепереработки и смешанных с
ними отраслей, как правило, инерционны и потому
экспериментальный метод решения задачи (1) для них неприемлем по
очевидным причинам. Для них применяют аналитические методы
решения задачи (1) по адекватным математическим моделям объекта.
Именно этот метод и рассматривается в лабораторной работе.
1.2. Формулирование (выбор) критерия управления и
ограничений. Постановка задачи управления процессом
При разработке системы автоматизации технологического
процесса должна быть, прежде всего, определена конкретная цель ее
функционирования, записанная в математической форме. Для этого