Grundlagen der Automatisierung von Produktionsprozessen. Grundlagen der Automatisierung von technologischen Prozessen der Öl- und Gasproduktion

Vorwort

Einführung

Kapitel 1. Allgemeine Informationen zum automatischen Management von Produktionsprozessen, Klassifizierung von Automatikregulierungssystemen (SAR)

1.1 Grundlegende Konzepte und Definitionen der automatischen Regulierungstheorie

1.1 Grundsätze der Regulierung

1.3 Algorithmus (Gesetz) Verordnung5

1.4 Grundlagenanforderungen für automatische Steuerungssysteme

2 Übertragungsfunktionen lineares System. Strukturelle Systeme und Konvertierung

3 Status der automatischen Regulierungssysteme

3.1 Statische Eigenschaften von Elementen und Einheiten SAR

3.2 Statische Läsen Anschlusseigenschaften

4 Konzept für die Stabilität der automatischen Regulierungssysteme

Kapitel 2. Metrologische Merkmale technischer Messungen

2.1 Grundlegende metrologische Begriffe und Definitionen. Messkonzept

2 Art der Messung (SI)

3 Systeme und Einheiten physikalischer Mengen

4 metrologische Merkmale von Messgeräten. Abschluss und Überprüfung von Messgeräten

Kapitel 3. Elektrische mechanische Sensoren

3.1 Linear- und Winkelverschiebungssensoren

2 Anstrengungssensoren.

3 Rotationsgeschwindigkeitssensoren

Kapitel 4. Methoden und bedeutet Messung der wichtigsten technologischen Parameter

4.1 Elektrische Messmethoden

2 Methoden und Temperaturmessanlagen

3 Methoden und Füllstandsmesswerkzeuge

4 Methoden und Druckmessmittel

4.1 Druck direkte Messmethoden

4.2 Methoden der indirekten Druckmessung

5 Methoden und Messmittel

5.1 Druck unterschiedliche Durchflussmesser

5.2 Dauerdruckdruckdruckdurchflussmesser

5.3 Elektromagnetische Durchflussmesser.

5.4 Ultraschall-Durchflussmesser

5.5 Durchflussmesser mit variabler Ebene

5.6 Thermometer

5.7 Wirbelströmungsmesser

5.8 Coriolis-Strömungsmesser

Kapitel 5. Methoden und Mittel zur Messung der Vibration

5.1 Vibrationsmessmethoden

2 Vibrationsmessmittel

Kapitel 6. Messung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen

6.1 Messen der physikochemischen Eigenschaften von Öl- und Reservoirwasser

1.1 Messung der physikochemischen Eigenschaften von Öl

1.2 Messen der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Kunststoffwasser

2 Messung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Gasen

Kapitel 7. Relaiselemente

7.1 Elektromagnetisches Relais von Dauer und Wechselstrom

1.1 Elektromagnetisches Relais permanent (neutral)

1.2 Elektromagnetisches Wechselstromrelais

2 magnetische Kontakte (Herkes)

Kapitel 8. Übertragung von Informationen in Automatisierungssystemen

8.1 Grundlegende Informationen zu Telemechanics-Systemen

2 Datenübertragungsschnittstellen

Kapitel 9. Mikroprozessoren.

9.1 Basisinformationen über Mikroprozessoren

2 Analog-Digital- und Digital-Analog-Informationsumwandlung

Fazit

LITERATUR

Anwendungen

Anhang 1. Inspektionsmaterialien

Anhang 2. Liste der praktischen und laborarbeit

Anhang 3. Eine Liste von Themen der Grafikarbeit (Abstracts)

Anhang 4. Liste der primären und zusätzlichen Literatur

Vorwort

Tutorial "Grundlagen der Automatisierung technologische Prozesse Die Öl- und Gasproduktion "enthält eine systematische Erklärung der akademischen Disziplin derselben Namens, entspricht vollständig lehrplaneigentlich ist das wichtigste Bildungsbuch der Disziplin. Es spiegelt das grundlegende Wissen wider, das von den didaktischen Einheiten des Bundesstaates definiert ist bildungsstandard. In Richtung von 131.000 "Öl- und Gasgeschäft", Fach- "Betrieb und Wartung von Ölproduktionsanlagen". Inhalt lernprogramm Enthält das Merkmal der Methoden zum Erhalten und Verwenden von Wissen im Bereich der Automatisierung technologischer Prozesse, den methodischen Grundlagen der Grundmethoden und der Funktionsweise von Messinstrumenten und der Automatisierungssysteme sowie der Entwicklung von in ihnen reflektierten Bereichen sowie Schlüssel Probleme und die wichtigsten Trends in der Entwicklung der Öl- und Gasindustrie.

Der Zweck des Studienhandbuchs ist es, den Auszubildenden eine methodische Hilfe bei der Schaffung der notwendigen ursprünglichen theoretischen Wissensbasis für Auszubildende auf den Grundprinzipien der Bauautomationssysteme von Produktionsprozessen sowie auf technische Automatisierungsmittel, auf deren Grundlage Die genannten Systeme sind gebaut. Beim studieren. unterrichtsmaterial Der Student erhält Informationen über die Grundlagen der Automatisierung von Messprozessen, Art und Messermethoden, Geräten und Merkmalen der spezifischen Sensoren der wichtigsten technologischen Parameter, der Sekundärinstrumente und der Mikroprozessoreinrichtung.

Aufgabe der Nutzen ist es, den Studierenden die Möglichkeit bereitzustellen, das Gerät und den Betriebsprinzip der spezifischen Geräte- und Automatisierungsgeräte sowie einigen Regeln ihrer Operation zu untersuchen.

Im Prozess des Studiums des Materials müssen sich die Studierenden mit den Grundlagen und die Klassifizierung von Methoden und Messinstrumenten vertraut machen; Erhalten Sie eine klare Vorstellung von dem technologischen Komplex, um den Signal des Signalparameters zu entfernen; Um die Konzepte der Ausrüstung zu erlernen, die Prinzipien des Betriebs von Sensoren und Relais, die technischen Fähigkeiten von Mikroprozessor-Geräten und Automatisierungsgeräten, der Vorschriften zum Erstellen von Strukturschaltungen, den Regulierungskriterien, die Aussichten für die Einführung eines Computers im Prozess der Entwicklung und des Betriebs Wells, die Regeln des technisch kompetenten Betriebs von Geräten und Automatisierungsgeräten; Kaufe die Fähigkeiten vergleichende Analyse Bedienelemente und Automatisierung; Erfahren Sie mehr über die Schwierigkeiten, Automatisierung und Aussichten für ihre Entwicklung zu tätigen.

Basierend auf dem theoretischen Wissen der Lernenden muss lernen, praktisch auszuführen und laborarbeitenAnschließend können Sie einfache Ausrüstung, entschlüsseln und analysieren, Geräteaufzeichnungsdiagramme analysieren, die aufgenommenen Informationen auswerten, die Modi der Entwicklung und den Betrieb von Automatisierungssystemen technologischer Prozesse der Öl- und Gasherstellung mit spezialisierter Geräte anpassen.

Einführung

Die Automatisierung technologischer Prozesse ist ein entscheidender Faktor bei der Verbesserung der Arbeitsproduktivität und der Verbesserung der Produktqualität.

Technologische Prozesse moderner Industrieanlagen erfordern Kontrolle große Nummer Parameter und sind komplex in der Kontrolle. In dieser Hinsicht, beim Entwerfen und Betrieb industrieanlagen. Eine außergewöhnliche Bedeutung ist den Fragen der Professionalität von Spezialisten bei den Unternehmen des Treibstoffs des Kraftstoff- und Energiekomplexes verbunden.

Im Laufe der Jahre der Entwicklung der Ölraffinierung und petrochemische Industrie Es gibt eine Komplikation von Prozessen, die eine klarere Verwaltung von ihnen erfordert. In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts erschienen die Instrumente der Registrierung und die Kontrolle von Parametern, sogenannten Steuerungs- und Messgeräten - KIP. Der Ursprung, die Bildung und Entwicklung von Mess- und Steuergeräten, der Prozess von der automatischen Steuerung bis zur ACS und dem Management auf Makro- und Mikrospiegel ist ein wesentlicher Bestandteil der Prozesse der Öl- und Gasherstellung, der Raffination und der Petrochemie.

Eine weitere Verbesserung der Registrierung, Kontrolle und Kontrolle der Parameter führte zur Automatisierung und Telemechanisierung der Raffination und der Petrochemie. Letztere führte zu Computerisierung und Prozessenmanagement, dh für automatisierte Steuerungssysteme (ACS).

Und es ist natürlich, dass Fortschritt, in der Instrumentenherstellung und der Hardware in ACS eine interessante Aufgabe ist, deren Lösung notwendig ist, um die weiteren Entwicklungsperspektiven auf der Grundlage der Überwindung globaler Managementprobleme in der Öl- und Gaskugel zu ermitteln.

Die sechs wichtigsten Probleme des operativen Management- und Automatisierungsmanagements in der Öl- und Gasproduktion werden formuliert:

Buchhaltung für die Herstellung, Bewegung und Verwendung von Kohlenwasserstoff-Rohstoffen, Öl-, Gas-, Erdölprodukten, zur Lösung, um die Möglichkeit zu gewährleisten, die Rechnungslegungsvorgänge zu überwachen, einschließlich von lizenzierten Bereichen, sowie das Verhalten des internen Verhaltens und externe Audits zur Ölrechnung, was wiederum die Entwicklung entsprechender Messgeräte sowie ein Software- und Informationssystem erfordert.

Management von territorialen Vermögenswerten, Organisation instandhaltung und Ausrüstungsreparatur, Gewährleistung der Sicherheit der Produktion und des Personals. Um dieses Problem zu lösen, ist die Entwicklung von Software- und Informationsfonds erforderlich, die die Rechnungswesen-, Wartungs- und Reparaturplanung gewährleisten, wobei der Stand der Produktionsstätte und der aufgeführten Arbeiten überwacht wird; Überwachung der Schlussfolgerung und Durchführung von Verträgen mit Auftragnehmern für Arbeit; Kontrolle über das Finden von Personal in Produktionsanlagen; Die Fähigkeit, das Personal an der Website auf Simulatoren zu trainieren; Das Vorhandensein einer aktuellen Dokumentation zur Verwendung von Geräten am Arbeitsplatz auf der Technologie von Verfahren und Vorgängen.

Hoher Energieverbrauch und die Notwendigkeit von Energieeinsparungs- und Energieeffizienzmaßnahmen. Um dieses Problem zu lösen, sind Software-Informationsressourcen erforderlich, um Wartungs- und Reparaturen aufzunehmen, den Zustand des Energieverbrauchs für die Elemente des technologischen Prozesses zu überwachen. Identifizierung von Stromverbrauchsobjekten mit einem übermäßigen Stromverbrauch; Kontrolle über die Umsetzung von Energieeinsparungsmaßnahmen.

Eine Vielzahl von ACS TP, Simulation und informationssysteme. Dieses Problem erfordert die Entwicklung von Software- und Informationswerkzeugen, die die Bildung einer Reihe von Quellinformationen für strategische (Entwicklungspläne und Platzierung), mittelfristige (jährliche und monatliche Pläne) sowie betriebliche (tägliche und Ersatzpläne) von Managementplänen (tägliche und Ersatzpläne) sicherstellen. Erfüllung der Anforderungen an die Zusammensetzung und Struktur von Dokumenten gemäß den internen Bestimmungen des Unternehmens, die Anforderungen der Standardisierung von Aktionären; Vereinheitlichung des Zugangs und der Begrenzung von Befugnissen beim Arbeiten mit Dokumenten.

Minimierung der Kosten des Systembetriebs auf dem Höchststand des Informationsdienstes, der den Entscheidungsträgern bereitgestellt wird. Um das Problem zu lösen, ist es erforderlich: Entwicklung einer Methodik für die Umsetzung der Arbeit an der Entwicklung der MES-Ebene, Automatisierung von Nichtautomatik produktionsstätten und Software- und Informationsmittel, die Folgendes bereitstellen: Aufrechterhaltung von Windungen und den Arbeitszustand der Systemsoftware; Steuerung der Funktionsweise der Systemsoftware (zum Austausch von Informationen mit Systemen von ASutp, ERP usw.); Fixierung von Personalaktionen, die in den Systembetrieb enthalten sind.

Erhöhte Werkzeuge und Arbeit zur Extraktion jedes Öls Öl, da die Ablagerungen von billigem Öl in westlicher Sibirien in den späten 1950er Jahren allmählich erschöpft sind. In der öllagerenden Region gab es hauptsächlich Reserven mit komplexem Bergbau, wodurch neue technologische Lösungen und zusätzliche Kapitalanlagen erforderlich sind. Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Effizienz der Kapitalinvestitionen zu erhöhen und das Öl-Extraktionsmanagement zu erleichtern; Erhöhen Sie die Wirksamkeit der Kapitalinvestitionen und erleichtern das Management der Ölextraktion vom Untergrund aufgrund des Ansatzes, der als "intelligente Felder", "intellektuelle Felder", "intellektuelle Ölprodukte", "intellektuelle Wells", genannt wird; Optimieren Sie die Arbeit aller kommerziellen Objekte: Wells, Sammler, Pipelines und andere Bodenobjekte.

Kapitel 1. Allgemeine Informationen zum automatischen Management von Produktionsprozessen, Klassifizierung von Automatikregulierungssystemen (SAR)

1Grundlegende Konzepte und Definitionen der automatischen Regulierungstheorie

Es ist bekannt, dass technischer Prozess Gekennzeichnet durch einen Satz von Daten, Werten, Indikatoren. Eine Kombination von Operationen zum Starten, Stoppen des Prozesses, der Aufrechterhaltung der Konstanz der Prozessindikatoren oder Änderung dessen für ein gegebenes Gesetz wird als Management bezeichnet.

Die Aufrechterhaltung der Indikatoren auf einem bestimmten Niveau oder ändern sie nach einem bestimmten Gesetz, wird als Regulierung bezeichnet, d. H. Die Regulierung ist Teil der Kontrolle. Und wenn diese Steuerprozesse ohne menschliche Beteiligung (Betreiber) durchgeführt werden, werden sie automatisch genannt.

Ein Gerät, das den Prozess ausführt, dessen Anzeigen, deren Indikatoren gesteuert oder einstellbar ist, wird als Objekt der Steuerung oder eines verwalteten Objekts bezeichnet. Kontrollobjekte können eine Bohrpumpe, ein Bohrgerät, Bohrgerät usw. oder einzelne Knoten sein, die bestimmte technologische Operationen ausführen, beispielsweise eine Bohranlage.

Ein technisches Gerät, das die Steuerung gemäß dem Programm (Algorithmus) durchführt, wird als automatisches Steuergerät bezeichnet.

Die Kombination des Steuerungsobjekts und der Steuervorrichtung wird als automatisches Steuerungssystem (SAU) bezeichnet.

Wir sind nicht an allen automatischen Kontrollvorgängen interessiert, sondern nur die Regulierung, d. H. Diese Vorgänge, die sich auf die Aufrechterhaltung oder Änderung der Prozessindikatoren beziehen.

Jeder regulatorische Prozess kann durchgeführt werden

· ohne die Kontrolle des Ergebnisses - Verordnung über den Öffnungszyklus;

· mit der Kontrolle des Ergebnisses - Verordnung über einen geschlossenen Zyklus.

Ein Beispiel für die Steuerung über den offenen Zyklus, ohne das Ergebnis zu steuern (Flow q) ist die Stabilisierung der Zufuhr von Waschflüssigkeit q, wenn die Kolbenpumpe an der Arbeit arbeitet volle Produktivität Wenn die entsprechende Geschwindigkeit des Getriebes eingeschaltet ist (unregulierter Laufwerk und kein Reset-Spülfluid). Mit signifikanten (Nicht-Notfall-) Änderungen ändert sich die Eigenschaften des Hydraulikpfads (aufgrund der Beschichtung des Bodenlohreils, der Flecken des Felsens von den Wänden des Vertiefungen usw.), bleibt der Flussstrom der Spülflüssigkeit konstant.

In dem angegebenen Beispiel ist das Steuerungsobjekt eine Bohrpumpe mit einem nicht regulierten Antrieb ( pumpeninstallation). Die Autorität der Steuerung (regulierende), die ein Objekt zur Steuerung des Fluidflusses enthalten muss, ist ein Gangwechselkästchen.

Die Verordnung über den Öffnungszyklus ist aufgrund der Instabilität der Eigenschaften der Elemente viel weniger üblich als die Verordnung über einen geschlossenen Zyklus. Elemente des Systems unterliegen verschiedenen Arten von Störungen. In dem obigen Beispiel kann dies eine Änderung des Füllkoeffizienten der Pumpenzylinder aufgrund von Änderungen in den Parametern der Waschflüssigkeit oder des Saugwegs sein.

Betrachten Sie ein Beispiel der Regulierung durch einen geschlossenen Zyklus mit dem Ergebniskontrollfluss Q. In Fig. 1.1 zeigt das Blockdiagramm des Reglers (Stabilisators) des Flusses des Spülfluids Q. Hier wird der Verbrauch q vom Strömungssensor DR gesteuert. Testchik з durch Anpassen der Spannung u zurück Die erforderliche Durchflussrate ist eingestellt. Die Drehfrequenz des Motors n (folglich der Durchfluss q) wird durch die Last und Spannung u bestimmt g. das hängt vom Wert von ΔU ab.

ΔU \u003d u. zurück - U. oS1. , (1.1)

wo bist du. oS1. - Spannung am Ausgang des Sensors (u d. ) proportional zu q flow und wird als Rückkopplungsspannung bezeichnet. Und diese Verbindung ist in diesem Fall negativ (es wird herkömmlicherweise durch das Sektormalerei angezeigt): Reduziert den Wert von u zurück . Wenn der Durchfluss q aus dem angegebenen Wert ändert, ändert sich u oS1. Was führt zu einer Änderung in n und damit den Fluss Q wiederherstellen.

Automatische Aufrechterhaltung des angegebenen Änderungsgesetzes in den Prozessindikatoren durch Feedback wird als automatische Regulierung bezeichnet. In dem betrachteten Beispiel ist ein Indikator Q. und es wird ein einstellbarer Wert bezeichnet.

Basierend auf dem in Betracht gezogenen Beispiel werden wir das davon ausgehen automatisches Gerätdie automatisch reguliert, wird als automatischer Regler bezeichnet.

Das vom Regler gesteuerte Objekt wird wiederum als einstellbares Objekt bezeichnet.

Der Satz eines einstellbaren Objekts und der automatische Regler ist das automatische Regulierungssystem (SAR).

Durch funktionszweck. automatische Systeme sind in offene automatische Steuerungssysteme, geschlossene automatische Steuerungssysteme und automatische Steuerungssysteme unterteilt.

Betrachten Sie Beispiele, die die Arbeit der betrachteten Schemata demonstrieren.

1.Beispiel. Stabilisator des Wärmestroms der elektronischen Lampen. Das Schema zeigt die Kontrolle über den Öffnungszyklus.

Aufrechterhaltung der Konstanz des Strömungsstroms I N. tritt ohne die Beteiligung des Bedieners auf, d. H. Die Steuerung wird nicht ausgeführt.

Beispielhandbuch Regulierung der Rotationsfrequenz ω elektromotorwelle.

Rotationsfrequenz ω die Welle des Antriebsmotors d ist eine Spannungsfunktion an den Anschlüssen des Generators u g. das ist mit einer konstanten Drehzahl des Ankers ( ω HEIRATEN \u003d Const) wird durch den Strom in der Wicklung der Erregung des Org-Generators bestimmt. Um ständige Rotationsgeschwindigkeit zu regulieren oder aufrechtzuerhalten ω der Bediener überwacht das Zeugnis des Voltmeter V, das in den Abmessungen der Drehzahl verarbeitet wird ω und manuell von der Rute ändert ovg. Bei der Erregerwicklung erreichen Sie den erforderlichen Wert ω.

Hier beobachten ein geschlossenes Regulierungssystem. Ein solches manuelle Regulierungssystem hat jedoch wesentlicher Nachteil: Kleine Kontrollgenauigkeit und unerwünschte Verfügbarkeit des Bedieners. Darüber hinaus eine Reihe von empörtem Wirkungen: ein sich wendeter Moment an der Motorwelle m VON , Änderung der Temperatur des Mediums, des Verschleißs der Bürsten elektrischer Maschinen usw., daher die Ungenauigkeit des Regulierungssystems; Das System ist nicht auf Rapid-Prozesse anwendbar.

Die betrachteten Beispiele ermöglichen die Grundlage der Untersuchung der Verordnungsprinzipien.

1.1.1 Verordnungsprinzipien.

Während der Arbeit der oben diskutierten Systeme werden die Auswirkungen externer Faktoren (störende Einflüsse) offensichtlich. Die einfachste Lösung für die Rechnungslegung für jeden störenden Effekt besteht darin, den entsprechenden Sensor zu installieren. Dieser Ansatz ist jedoch nicht immer implementiert. Als Ausgabe aus der erstellten Position werden normalerweise Techniken eingesetzt, gemäß dem die Abweichung von einem gegebenen Wert zuerst gemessen wird, und dann wird die gemessene Abweichung eingeführt (analog zu Beispiel mit einer Änderung der Position des Rec-Rec-Motors .

Die folgenden Grundprinzipien der Regulierung unterscheiden sich:

· durch Ablenkung;

· durch Empörung;

· vergütung;

· kombiniert

Fig. 1.4 zeigt eine Schaltung der automatischen Steuerung (Stabilisierung) der Frequenz der Motorwellendrehung unter Verwendung eines einzelnen Steuersensors zum Drehen der Frequenz von Umdrehungen aus dem angegebenen Wert, der der Tacogenerator ist.

Dieses Schema ist in der Tat die Umwandlung der manuellen Steuerschaltung (Abb. 1.3) in das automatische Regulierungsschema (Abb. 1.4). Hier ersetzt den Bediener elektrisches System Kontrolle und System der Auswirkungen auf den Resotati R. Das Schema führte RISOSTATS ein 1 und R. 2, reversible Motor von PD, elektronischer Verstärker EU und Reduzierer ED, der mechanisch mit dem R. R verbunden ist.

Betrachten Sie die wichtigsten regulatorischen Elemente (Abb. 1.4):

· das Steuerungsobjekt, das der Motor ist, sind alle anderen Elemente in dem Systemregler enthalten;

· der Indikator für den Regulierungsprozess, der die Winkelgeschwindigkeit ist ω . ein einstellbarer Wert, der sowohl konstant als auch Änderung des Gesetzes sein kann;

· der regulatorische Körper, dessen Rolle von einer Ankerkreislauf des Motors gespielt wird, wechseln Sie die Position oder den Zustand, dessen, dessen, dass man den einstellbaren Wert ändern kann;

· regelneffekt - Spannung in einer Ankermotorkette;

· der angebene Wert (Wirkung) des Systems - u zurück ; d. H. Es ist ein solcher Wert, der proportional oder funktional mit dem einstellbaren Wert verknüpft ist, und dient dazu, den Niveau der letzteren zu ändern; über u zurück Der spezifische Wert ist angegeben ω.

Wenn ΔU \u003d u zurück - U. oS. \u003d 0, dann kommt der Zustand des Gleichgewichts. U. oS. - Dies ist eine Rückkopplungsspannung, die proportional zum einstellbaren Wert ist. ω. Wenn sich ändert sich ω ( aufgrund der Änderung im Moment m von Der Widerstand gegen die Motorwelle) ändert die vom Täckiger erzeugte Rückkopplungsspannung oS. Das Gleichgewicht (ΔU ≠ 0) ist gestört, was zu einer Kette (EU-RD - rot - P - I) führt ovg. ) Ändern der vom Spannungsgenerator erzeugten Spannung g. und zur Wiederherstellung des einstellbaren Werts ω.

Im betrachteten Schema wird die Steuerung des einstellbaren Werts durchgeführt aktiver Weg.Und die Signalübertragungsschaltung von der Ausgabe an den Systemeingang wird als Hauptrückmeldung bezeichnet.

Das Prinzip der Regulierung, die in der Regelung (Abb.1.4) gelegt wird (Abb. 1.4) wird als Prinzip der Regulierung durch Ablenkung bezeichnet. Systeme, die auf diesem Grundsatz erstellt werden, enthalten immer Feedback. Dies bedeutet, dass sie an einem geschlossenen Zyklus arbeiten.

Im Rahmen des automatischen Abweichungssteuersystems werden wir ein solches System verstehen, wenn die Abweichung des einstellbaren Werts vom angegebenen Wert gemessen wird, und in der Funktion des Abweichungswerts wird ein gewisser Regelwirkung erzeugt, wodurch diese Abweichung auf den Mindestwert reduziert wird .

Wir stellen fest, dass die Abweichungssteuerungssysteme immer das wichtigste negative Rückmeldungen enthalten sollten.

Ein weiterer Verordnungsprinzip, der in den automatischen Regulierungsbehörden viel weniger üblich ist, ist das Prinzip der Regulierung durch Empörung oder das Prinzip der Entschädigung sowie die Entschädigung der Empörung.

In FIG. 1.5 zeigt das Generatorschema gleichstrom. Diese Abbildung erläutert das Prinzip der Regulierung durch Empörung. Hier arbeitet der Generator auf einer sich wechselnden Last R n. . Die Spannung u ist ein einstellbarer Wert. Der EMF-Generator ist proportional zum Ende der Erregung Φ im E. g. \u003d K. Φ im .

U \u003d e - i n. · R. aber , (1.2)

E \u003d u + i n. · R. aber \u003d I. n. · R. n. + I. n. · R. aber \u003d I. n. (R. aber + R. n. ) (1.3)

Angenommen, beim Ändern des Stroms i n. Spannung U \u003d u Über \u003d const. Dann muss der Zustand erfüllt sein

E \u003d u. Über + Δ E \u003d u. Über + I. n. R. aber \u003d k ( Φ im + ΔΦ im ). (1.4)

Es bedeutet Δ E Änderung wegen

Φ im · U. Über \u003d k · Φ im und ΔΦ im \u003d (R. aber / k) · i n. \u003d C I. n. , (1.5)

jene. Ändern des einstellbaren Werts ΔΦ sollte proportional zum Laststrom i sein n. . Diese Bedingung erfolgt auf Kosten der zusammengesetzten Wicklung, die einen zusätzlichen Anregungsfluss ergibt Φ dop , proportionale Torsion der Empörung - Strom i N. . Basierend auf dieser Hauptwicklung (der Hauptfluss der Anregung osn- ) Es soll eine anfängliche Spannung erstellen ÜBER. Wert Δ E wird durch die zusammengesetzte Wicklung bestimmt. Beide Wicklungen erzeugen einen Gesamtmagnetfluss f im.

Als Ergebnis einer Änderung des Laststroms i N. Ändert den Gesamtstrom f im , und Spannung u Über ständig. Dies ist ein Beispiel für die Implementierung des Kompensationsprinzips in der Regulation, wenn, wenn, wenn die Last (störende Belichtung) messen, ein bestimmter regulatorischer Effekt aus dem gemessenen Wert erzeugt wird, wodurch der einstellbare Wert konstant bleibt. Systeme, die an diesem Kompensationsprinzip arbeiten, gehören zu Open-Open-Open-Typ-Systemen.

Der Hauptvorteil solcher Systeme ist die Geschwindigkeit. Gleichzeitig hat das System eine Reihe von Mängeln:

· aufgrund der Tatsache, dass das Objekt mehrere störende Effekte und für Kompensationssysteme aufweist, ist es notwendig, jeden störenden Effekt separat zu messen, und die Funktion davon, um Regulierungseffekte zu erzeugen, was das System erheblich kompliziert;

· das Problem der Messung von nicht elektrischen störenden Effekten;

· die Mehrdeutigkeit und Komplexität der Abhängigkeit des regulierenden Aufprall-Effekts.

Aufgrund dieser Mängel werden die betrachteten Systeme im Vergleich zu Systemen im Vergleich zu den Systemen des Prinzips der Abstoßungsregulierung viel seltener angewendet.

Das dritte Grundsatz der Regulierung ist kombiniert (Kombination der ersten beiden Prinzipien). Es wird noch seltener angewendet als die ersten beiden. Vor- und Nachteile sind gleich. Systeme sind recht komplex und ihr Studium ist noch nicht zur Verfügung gestellt.

1.2 Einstufung von automatischen Regulierungssystemen

Gemäß dem Reproduktionsgesetz (Änderungen) des einstellbaren Werts sind geschlossene Regulierungssysteme in drei Arten unterteilt:

· stabilisierungssysteme.

· softwareregulierungssysteme.

· reisesysteme.

Sie unterscheiden sich nicht grundsätzlich voneinander, sondern nur eine Art der Arbeit und konstruktiv. Sie haben eine gemeinsame Theorie und werden von den gleichen Methoden untersucht.

Das Stabilisierungssystem ist ein System zum Aufrechterhalten der Konstanz des einstellbaren Werts. Die oben diskutierten Systeme beziehen sich auf Stabilisierungssysteme.

In den Softwareregulierungssystemen sollte der einstellbare Wert entsprechend einem bisher bekannten Programmprogramm geändert werden.

Zugsystem. Der einstellbare Wert variiert hier auf einem unbekannten willkürlichen Gesetz. Das Gesetz wird durch eine externe Definition (willkürlich) bestimmt.

Je nach Art der regulatorischen Auswirkungen auf den Aktuator ist das automatische Regulierungssystem unterteilt:

· kontinuierliche Systeme

· pulse I.

· relay-Verordnung.

In kontinuierlichen Steuerungssystemen sind die Signale am Ausgang aller Elemente des Systems kontinuierliche Merkmale von Signalen an den Eingabeelementen.

Die Pulssteuerungssysteme zeichnen sich dadurch aus, dass in ihnen nach bestimmten Abständen das Öffnen und Schließen der Steuerschaltung mit einem speziellen Gerät vorhanden sind. Die Regulierungszeit ist in Impulse unterteilt, in denen Prozesse auf dieselbe Weise wie in kontinuierlichen Regulierungssystemen vorgehen, und in Intervallen, in denen der Effekt des Reglers beendet ist. Solche Regulatoren werden verwendet, um langsam auftretende Prozesse zu regulieren (Temperaturkontrolle in industrieöfenTemperaturen und Druck in den Kesseln).

In Relaissteuerungssystemen erfolgt die Öffnung der Steuerschaltung von einem der Elemente des Systems (Relaiselement), abhängig vom äußeren Einfluss.

Je nach den Ergebnissen, die durch die automatische Anpassung erhalten werden, gibt es zwei Arten der automatischen Regulierung:

· statische I.

· astatisch.

Die statische wird eine solche automatische Regelung bezeichnet, in der der einstellbare Wert bei verschiedenen dauerhaften äußeren Einflüssen des Steuerobjekts in Abhängigkeit von der externen Belichtung (z. B. Last) am Ende des Übergangsverfahrens verschiedene Werte annimmt.

In FIG. 1.6 und präsentierte den Wasserstandsregler im Tank. Im Wasserstandsregler mit einer Erhöhung des Wasserverbrauchs wird der Pegel verringert, ein Ventil öffnet sich durch den Schwimmer und den Hebel, der Zustrom von q 1 erhöht und umgekehrt.

Das statische Regulierungssystem hat die folgenden charakteristischen Eigenschaften:

das Gleichgewicht des Systems ist bei unterschiedlichen Werten des einstellbaren Werts möglich;

jeder Wert des einstellbaren Werts entspricht der einzigen definierten Position des regulatorischen Körpers.

Um eine solche Verbindung zwischen dem Sensor und dem Aktuator umzusetzen, sollte die Steuerschaltung aus den sogenannten statischen Verbindungen bestehen, in der der Ausgangswert im Gleichgewicht eindeutig von der Eingabe abhängt :. Dies wird dadurch erläutert, dass der Strömungsstrom q gleich dem Zufluss von Q1 ist, mit einem streng definierten N. N. Verbrauch ändert sich, der Pegel ändert sich, der Stufen ändert sich, der Zufluss ist gleich der Flussrate - und dem Gleichgewicht wird Kommen Sie.

Ein statischer Regler wird als statischer Regler bezeichnet.

Um den Grad der Abhängigkeit der Abweichung des einstellbaren Werts aus der Last in der Regulierungstheorie zu charakterisieren, nutzen Sie das Konzept der Unebenheit oder des Statistiks der Regulierung.

Lassen Sie den Graphen der Abhängigkeiten der stationären Werte des einstellbaren Werts X aus der Last q (Steuerkennlinie) in Fig. 1.6, b (Steuerkennlinie in bestimmten Koordinaten für den Wasserstandsregler im Tank betrachtet werden ; Unter den Koordinaten werden in angegeben allgemeinesFür statische Regler). Der Maximalwert der einstellbaren Menge von XMAX entspricht dem Leerlaufobjekt (es gibt keine Last); Der Mindestwert ist die Nominallast - Q.

Um den Statistik der Regulierung zu ermitteln, verwenden wir relative Koordinaten:

wobei φ der relative Wert des einstellbaren Werts ist;

Der einstellbare Wert selbst;

Der Mindestwert des einstellbaren Werts (im Nennmodus);

und die Grundwerte der Werte;

λ - Relativer Lastwert.

Dann ist die Unebenheit von δ (oder Statismus) des Systems im allgemeinen Fall das private Ableitung an diesem Punkt (oder relativer Steilheit der Steuerkennlinie an dieser Stelle):

Wenn die Steuerkennlinie linear ist, ist es ein konstanter Wert für alle Lastwerte. Und es kann wie folgt definiert werden:

Der statische Controller unterstützt keinen strikten konstanten Wert des einstellbaren Werts, jedoch mit einem Fehler, der als statischer Fehler des Systems bezeichnet wird. Der Regelungsstatismus ist somit ein relativer statischer Fehler beim Ändern der Last von leerlauf nominal.

In einigen Systemen ist ein statischer Fehler (auch wenn die Hundertstel der Prozent) unerwünscht sind, dann wechseln sie in die Regelung, an der sie gleich Null ist - der statischen Regulierung. Die Steuerkennlinie eines solchen Systems wird durch eine Linie parallel zur Lastachse dargestellt.

Astatic heißt automatische Regulation, mit der mit unterschiedlichen konstanten Werten des äußeren Einflusses auf das Objekt die Abweichung des einstellbaren Werts vom angegebenen Wert am Ende des Übergangsvorgangs null wird.

Im atatischen Regler des Wasserspiegels im Tank (Abb. 1.7) fährt der Schwimmer einen Flussschieber in eine Richtung oder einen anderen, abhängig von dem Niveau der Pegeländerungen von dem angegebenen Wert, dadurch Subsimser mit dem Motor, der die Ventilposition steuert . Der Motor wird ausgeschaltet, wenn der Wasserstand den angegebenen Wert erreicht.

Das system der statischen Regulierung hat die folgenden Merkmalsmerkmale:

das Gleichgewicht des Systems erfolgt nur mit einem Wert des einstellbaren Werts, der dem angegebenen Wert entspricht;

der regulatorische Körper hat die Fähigkeit, verschiedene Positionen mit demselben Wert des einstellbaren Werts zu besetzen.

In realen Reglern werden die ersten Bedingungen mit einem Fehler ausgeführt. Um den zweiten Zustand in der Reglerschaltung zu erfüllen, wird die sogenannte Aschistatikverbindung eingeführt. In dem Beispiel ist der Motor, der die Eigenschaft aufweist, dass seine Welle in jeder Position in jeder Position fixiert ist, und wenn eine Spannung - kontinuierlich dreht.

Abhängig von der vom Regler erhaltenen Energiequelle unterscheiden sich

· direct I.

· indirekte Regulierung.

In direkten Steuerungssystemen wird die Energie für die Permutation des Steuerelements vom Sensor abgeleitet (als ein Beispiel ist ein statischer Wasserstandsteger).

In indirekten Steuerungssystemen wird die Energie für die Permutation des Steuerelements aus einer Fremdquelle erhalten (ein Beispiel ist ein astaktischer Regler des Wasserstandes).

Automatische Steuerungssysteme mit mehreren einstellbaren Werten (zum Beispiel Dampfdruck in einem Kessel, Wasserversorgung des Kessels, Kraftstoffversorgung und Luft zum Ofen) sind in Systeme der nicht zusammenhängenden und assoziierten Regelung unterteilt.

Ungebundene Regulierungssysteme werden als solcher genannt, in denen Regulierungsbehörden für die Regulierung bestimmt sind verschiedene Mengensind nicht miteinander verbunden und können nur durch gemeinsame Kontrollobjekt für sie interagieren. Wenn in dem System der ungebundenen Regelung die Änderung in einem der einstellbaren Werte die Änderung in anderen einstellbaren Werten umschließt, wird ein solches System abhängig genannt; Und wenn es nicht beinhaltet, wird das System unabhängig bezeichnet.

Diese Regulierungssysteme werden als solche genannt, in denen Regler verschiedener einstellbarer Werte miteinander verbunden sind und zusätzlich zum Steuerobjekt.

Das System der assoziierten Verordnung heißt autonom, wenn die Verbindungen zwischen den Regler in seiner Zusammensetzung enthalten sind, dass die Änderung in einem der einstellbaren Werte während der Verordnung nicht Änderungen an den verbleibenden einstellbaren Werten verursacht.

Geschlossene autonome Regulierungssysteme, die nur ein (Haupt-) Rückmeldungen aufweisen, werden Single-Circuit genannt. Automatische Regulierungssysteme mit zusätzlich zu einem Hauptrückgang werden ein anderes oder mehr Haupt- oder lokales Feedback als Multi-montiert genannt.

Je nach Art der Eigenschaften der Elemente, aus denen das System besteht, sind alle Systeme unterteilt in:

· linear I.

· nichtlinear.

Linear werden als Systeme bezeichnet, die nur aus Elementen mit linearen Eigenschaften bestehen; Übergangsprozesse in solchen Elementen werden durch lineare Differentialgleichungen beschrieben.

Nichtlinear werden als Systeme bezeichnet, die ein oder mehrere Elemente mit nichtlinearen Eigenschaften aufweisen; Transiente Prozesse in solchen Systemen werden durch nichtlineare Differentialgleichungen beschrieben.

Beim Klassifizieren der Art der verwendeten Energie können alle Systeme unterteilt werden:

· elektrisch

· hydraulisch,

· pneumatisch

· elektrohydraulisch,

· elektropneumatisch usw.

Abhängig von der Anzahl der geregelten Werte des automatischen Steuerungssystems (SAR):

· Eindimensional,

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Grundlagen der Automatisierung von Produktionsprozessen

Vorlesungsnotizen

Teil 1. Automatische Steuerungstheorie (Tau)

1. Die wichtigsten Bedingungen und Definitionen von Tau.

1.1. Grundlegendes Konzept.

Die Managementsysteme moderner technologischer Prozesse zeichnen sich durch eine Vielzahl von technologischen Parametern aus, deren Anzahl mehrere tausend erreichen kann. Um den erforderlichen Betriebsmodus aufrechtzuerhalten, und letztendlich - die Qualität der Produkte, müssen alle diese Mengen dauerhaft oder ändert sich je nach einem bestimmten Gesetz aufrechterhalten.

Physikalische Mengen, die den Kurs des technologischen Prozesses bestimmen, werden aufgerufen prozessparameter . Beispielsweise können Prozessparameter sein: Temperatur, Druck, Strömung, Spannung usw.

Der Prozessparameter, der je nach einem bestimmten Gesetz dauerhaft oder ändert, wird aufgerufen einstellbarer Wert oder einstellbarer Parameter .

Der Wert des einstellbaren Werts in der aktuellen Zeit in der aktuellen Zeit wird aufgerufen sofortiger Wert .

Der Wert des einstellbaren Werts, der während der Zeitüberprüfung der Zeit auf der Grundlage der Daten eines bestimmten Messgeräts erhalten wird, wird aufgerufen gemessener Wert .

Beispiel 1.Schema der manuellen Steuerung der Temperatur des Trockenschranks.

Es ist notwendig, die Temperatur im Trockenschrank manuell im T-Arsch aufrechtzuerhalten.

Der Person-Operator, abhängig von dem Zeugnis des Quecksilberthermometers, beinhaltet das RT das Heizelement H mit dem R. -Spanplatten

Aufgrund dieses Beispiel Sie können Definitionen eingeben:

Büroobjekt. (Regulierungsobjekt, OU) - Das Gerät, das erforderlich ist, sollte von außen durch speziell organisierte Kontrolleinflüsse aufrechterhalten werden.

Steuerung - Bildung von Steuereinflüssen, die den erforderlichen Betriebsmodus von OU bietet.

Verordnung - Privater Kontrolltyp, wenn die Aufgabe darin besteht, die Konstanz eines Ausgabewerts des OUs sicherzustellen.

Automatische Kontrolle - Management ohne direkte menschliche Beteiligung durchgeführt.

Eingang (X) - Der Einfluss, der an den Eingang des Systems oder Geräts übermittelt wird.

Ausgangseffekt (Y.) - Wird an der Ausgabe des Systems oder Geräts ausgegeben.

Äußerer Einfluss - Auswirkungen der externen Umgebung auf das System.

Das Blockdiagramm des Regulierungssystems zum Beispiel 1 ist in Fig. 2 gezeigt. 1.2.

Beispiel 2.Diagramm der automatischen Steuerung der Temperaturschranktemperatur.

Das Schema verwendet ein Quecksilberthermometer mit RTK-Kontakten. Wenn die Temperatur zunimmt, ist das Quecksilber an einem gegebenen Kontakt geschlossen, der Rollenelement-Rolle ist angeregt und der Heizkreis H durch den Kontakt des RE entriegelt. Wenn die Temperatur abnimmt, sind die Thermometerkontakte blockiert, das Relais wird mit Energie versorgen, wodurch die Energieversorgung des Objekts erneuert wird (siehe Abb. 1.3). .

R.
iP. 1.3.

Beispiel 3.Schema einer ACS-Temperatur mit einer Messbrücke.

Bei einer Temperatur eines Objekts, das dem angegebenen Wert entspricht, ist die Messbrücke M (siehe Abb. 1.4) ausbalanciert, das Signal fließt nicht zu dem elektronischen Verstärkereingang, und das System ist im Gleichgewicht. Wenn die Temperatur abweicht, ist der Widerstand des Thermistors R t und das Gleichgewicht der Brücke gebrochen. Bei der EU-Einlass erscheint eine Spannung, deren Phase von der Temperatur der Temperaturabweichung von der angegebenen abhängt. Die in der EU verstärkte Spannung tritt in den Motor d ein, der den Avotransformer mit dem Motor an der entsprechenden Seite bewegt. Wenn die Temperatur gleich dem angegebenen Temperatur erreicht wird, ist die Brücke ausgeglichen und der Motor ausschaltet sich aus.

(die Aufgabe)

Der Wert des angegebenen Temperaturwerts wird mit dem RS-Widerstand eingestellt. .

Basierend auf den beschriebenen Beispielen ist es möglich, das typische Strukturschema von Einkreis ACR zu bestimmen (siehe Abb. 1.5). Wiederherstellung:

x ist ein spezifizierender Effekt (Task), E \u003d X-y-Regulierungsfehler, U ist der Steuerungseffekt, F ist ein empörtes Effekt (Empörung).

Definitionen:

Effekt angeben (Das gleiche wie der Eingangseffekt x) ist der Auswirkungen auf das System, das das erforderliche Gesetz der Änderung des einstellbaren Werts bestimmt).

Kontrollbelichtung (U) - Wirkung des Steuergeräts auf das Steuerungsobjekt.

Verwaltungsgerät (У) - ein Gerät, das sich auf das Verwaltungsobjekt auswirken, um den erforderlichen Betriebsmodus zu gewährleisten.

Empörtes Effekt (f) - Wirkung, um die erforderliche Funktionsbindung zwischen dem definierenden Effekt und dem einstellbaren Wert zu stören.

Steuerfehler (E \u003d x - y) - der Unterschied zwischen den vorgeschriebenen (x) und gültigen (y) -werten des einstellbaren Werts.

Regler (P) - ein Komplex von Geräten, das an das einstellbare Objekt angeschlossen ist und eine automatische Wartung eines bestimmten Werts des einstellbaren Werts oder einer automatischen Änderung des definierten Gesetzes bereitstellt.

Automatisches Regulierungssystem. (ACR) - ein automatisches System mit einem geschlossenen Schaltung eines Aufpralls, in dem die Steuerung (U) als Ergebnis des Vergleichens des tatsächlichen Werts des angegebenen Werts von x erzeugt wird.

Eine zusätzliche Beziehung in der ASR-Strukturschema, die von der Ausfahrt zum Eingang des Bereichs der unter Berücksichtigung der Schaltung gerichtet ist, heißt Feedback (OS). Feedback kann negativ oder positiv sein.

Die Einführung technischer Mittel zur Automatisierung von Produktionsprozessen ist ein grundlegender Zustand. effiziente Arbeit. Vielfalt moderne Methoden Die Automatisierung erweitert das Spektrum ihres Antrags, während die Kosten der Mechanisierung in der Regel durch das Endergebnis in Form einer Erhöhung des Volumens hergestellter Produkte gerechtfertigt ist, sowie die Verbesserung seiner Qualität.

Organisationen, die den technologischen Fortschritt mit dem technologischen Fortschritt entlanggehen, setzen führende Orte auf dem Markt besser arbeitsbedingungen Und minimieren Sie die Notwendigkeit von Rohstoffen. Aus diesem Grund sind große Unternehmen nicht mehr möglich, ohne die Umsetzung von Projekten für Mechanisierung zu unterbreiten - Ausnahmen betreffen nur kleine Handkraftbranchen, in denen sich die Automatisierung der Produktion aufgrund der Hauptauswahl nicht zugunsten der manuellen Herstellung rechtfertigt. In solchen Fällen ist es jedoch möglich, in einigen Produktionsstadien eine teilweise Einbeziehung der Automatisierung einzubeziehen.

Grundlegende Automatisierungsinformationen.

In einem breiten Sinne beinhaltet die Automatisierung die Erstellung solcher Bedingungen in der Produktion, die ohne die Beteiligung einer Person ermöglicht, bestimmte Fertigungsaufgaben und -produktion durchzuführen. Gleichzeitig kann die Rolle des Betreibers in der Lösung der verantwortungsvollsten Aufgaben sein. Je nach Set der Ziele kann die Automatisierung von technologischen Prozessen und Industrien vollständig, teilweise oder komplex sein. Die Wahl eines bestimmten Modells wird durch die Komplexität der technischen Modernisierung des Unternehmens aufgrund der automatischen Füllung bestimmt.

In Fabriken und Fabriken, in denen eine vollständige Automatisierung implementiert ist, meist mechanisiert und elektronische Systeme Die Steuerung wird an die gesamte Funktionalität zur Steuerung der Produktion übertragen. Dieser Ansatz ist am rationellsten, wenn die Betriebsmodi nicht ändert. In einer Teilform wird die Automatisierung in bestimmten Produktionsstufen oder während der Mechanisierung der autonomen technischen Komponente eingeführt, ohne dass eine komplexe Steuerinfrastruktur auf den gesamten Prozess erzeugt wird. In bestimmten Bereichen wird in der Regel ein umfassendes Maß an Produktionsautomation umgesetzt - dies kann eine Abteilung, Werkstatt, Linie usw. sein. Der Bediener in diesem Fall steuert das System selbst, ohne den unmittelbaren Workflow zu beeinträchtigen.

Automatisierte Steuerungssysteme.

Um zu beginnen, ist es wichtig zu beachten, dass solche Systeme die vollständige Kontrolle über das Unternehmen, die Fabrik oder Fabrik vorschlagen. Ihre Funktionen können an eine bestimmte Geräteeinheit, Förderer, Laden- oder Produktionsstätte verteilt werden. In diesem Fall akzeptiert und verarbeitet das Automatisierungssystem von technologischen Prozessen Informationen aus dem indienstbaren Objekt und hat basierend auf diesen Daten einen korrekten Effekt. Wenn beispielsweise die Arbeit des produzierenden Komplexes nicht den Parametern technologischer Standards entspricht, ändert das System auf speziellen Kanälen seine Betriebsarten entsprechend den Anforderungen.

Automatisierungsobjekte und ihre Parameter

Die Hauptaufgabe bei der Einführung von Mitteln der Produktionsmechanisierung besteht darin, die qualitativen Parameter des Objekts des Objekts aufrechtzuerhalten, was zu den Eigenschaften des Produkts führt. Bislang versuchen Experten, nicht in das Wesentliche der technischen Parameter verschiedener Objekte einzukleben, da theoretisch die Implementierung von Steuerungssystemen auf einem beliebigen Produktkomponenten möglich ist. Wenn wir die Grundlage der Automatisierung technologischer Prozesse in diesem Plan betrachten, werden die gleichen Workshops, Förderer, alle Arten von Geräten und Anlagen in die Liste der Mechanisierungsobjekte aufgenommen. Sie können nur den Grad der Komplexität der Umsetzung der Automatisierung vergleichen, was von der Ebene und dem Maßstab des Projekts abhängt.

In Bezug auf die Parameter, die automatische Systeme arbeiten, können Sie die Eingabe- und Ausgabeanzeige auswählen. Im ersten Fall physikalische Eigenschaften Produkte sowie die Eigenschaften des Objekts selbst. In der zweiten ist es direkt qualitativer Indikatoren des Endprodukts.

Technische Anpassung anpassen.

Anstellgeräte werden in Automatisierungssystemen in Form von speziellen Alarmen eingesetzt. Je nach Ziel können sie verschiedene technologische Parameter überwachen und verwalten. Insbesondere kann die Automatisierung technologischer Prozesse und Industrien Temperaturindikatoren, Druckeigenschaften usw. umfassen. Technisch können Geräte als elektrische Kontakte mit elektrischen Kontaktelementen am Auslass implementiert werden.

Das Prinzip des Betriebs regulatorischer Alarme ist ebenfalls variiert. Wenn wir die häufigsten Temperaturvorrichtungen in Betracht ziehen, können die Druckmessgeräte, Quecksilber-, Bimetall- und Thermistormodelle unterschieden werden. Strap-DesignIn der Regel wird es durch das Prinzip der Aktion bestimmt, aber die Arbeitsbedingungen wirken sich erheblich darauf aus. Je nach Richtung des Unternehmens kann die Automatisierung technologischer Prozesse und Industrien mit der Berechnung bestimmter Betriebsbedingungen ausgelegt werden. Aus diesem Grund werden regulatorische Geräte mit Bezug auf die Verwendung unter Bedingungen entwickelt hohe Luftfeuchtigkeit, physischer Druck oder bei der Wirkung von Chemikalien.

Programmierbare Automatisierungssysteme.

Die Qualität des Managements und der Kontrolle der Produktionsprozesse erhöhte sich deutlich vor dem Hintergrund der aktiven Versorgung mit Rechengeräten und Mikroprozessoren. Aus Sicht der industriellen Bedürfnisse können die Möglichkeiten der programmierten technischen Mittel nicht nur bereitstellen effektives Management Technologische Prozesse, aber auch das Design automatisieren sowie Produktionstests und -experimente durchführen.

Computergeräte, die in modernen Unternehmen verwendet werden, lösen Echtzeit die Aufgaben zur Regulierung und Steuerung von technologischen Prozessen. Solche Mittel zur Automatisierung der Produktion werden als Computerkomplexe bezeichnet und arbeitet mit dem Prinzip der Aggregation. Zu den Systemen gehören einheitliche Funktionsblöcke und Module, aus denen verschiedene Konfigurationen vorgenommen werden können und den Komplex anpassen können, um unter bestimmten Bedingungen zu arbeiten.

Aggregate und Mechanismen in Automatisierungssystemen

Direkte Leistung der Arbeitsabläufe nehmen elektrische, hydraulische und pneumatische Geräte an. Nach dem Betriebsprinzip impliziert die Klassifizierung Funktions- und Portionierungsmechanismen. In der Lebensmittelindustrie werden ähnliche Technologien in der Regel umgesetzt. Automatisierung der Produktion in diesem Fall impliziert die Einführung elektrischer und pneumatischer Mechanismen, deren Konstruktionen elektrische Antriebe und Aufsichtsbehörden enthalten können.

Elektromotoren in Automatisierungssystemen

Die Basis der Exekutivmechanismen bilden häufig Elektromotoren. Nach Art der Verwaltung können sie in Berührungs- und Kontaktversionen dargestellt werden. Einheiten, die von Relaiskontaktgeräten gesteuert werden, wenn der Bediener manipuliert, kann der Bediener die Bewegungsrichtung der Arbeitskörper ändern, aber die Betriebsgeschwindigkeit bleibt unverändert. Wenn die Automatisierung und Mechanisierung technologischer Prozesse mit nicht berührungslosen Geräten angenommen werden, werden Halbleiterverstärker verwendet - elektrisch oder magnetisch.

Schilde und Kontrollplatten

Zur Installation von Geräten, die die Verwaltung und Kontrolle des Fertigungsprozesses in Unternehmen sorgen, sind spezielle Konsolen und Schilde montiert. Sie enthalten Geräte für automatische Steuerungs-, Regelungs-, Steuerungs- und Messgeräte, Schutzmechanismen sowie verschiedene Elemente der Kommunikationsinfrastruktur. Durch Design kann ein solcher Abschirmung ein Metallschrank oder ein Flachbildschirm sein, an dem Automatisierungsmittel installiert sind.

Die Konsole ist wiederum das Zentrum für fernbedienung - Dies ist eine Art Versand- oder Bedienerzone. Es ist wichtig zu beachten, dass die Automatisierung technologischer Prozesse und Produktion auch Zugang zum Service vom Personal bieten sollte. Es ist diese Funktion, die weitgehend von den Konsolen und Abschirmungen bestimmt wird, wodurch Berechnungen durchzuführen, die Produktionsanzeiger und im Allgemeinen auswerten, um den Workflow zu verfolgen.

Design von Automatisierungssystemen

Das Hauptdokument, das als Führung zur technologischen Modernisierung der Produktion fungiert, um zu automatisieren, ist ein Schema. Es zeigt die Struktur, Parameter und Eigenschaften von Geräten an, die weiterhin automatische Mechanisierungswerkzeuge ausführen. In der Standardausführung zeigt das Diagramm die folgenden Daten an:

ebene (Maßstab) der Automatisierung in einem bestimmten Unternehmen;
bestimmen der Parameter des zuzuführenden Objekts mit Steuermitteln und Regulierungen;
steuereigenschaften - voll, Fernbediener;
die Möglichkeiten, die Exekutivmechanismen und Aggregate zu blockieren;
konfiguration des Standorts technischer Mittel, einschließlich der Konsolen und Schilde.

Hilfsmittel der Automatisierung

Trotz einer sekundären Rolle liefern zusätzliche Geräte wichtige Steuerungs- und Steuerungsfunktionen. Dank ihnen ist die gleiche Beziehung zwischen Exekutivgeräten und Mann gewährleistet. In Bezug auf die Ausrüstung mit Hilfsgeräten kann die Automatisierung der Produktion Push-Tasten-Stationen, Steuerrelais, verschiedene Switches und Befehlskonsolen einschließen. Es gibt viele Designs und Sorten dieser Geräte, aber alle sind an der ergonomischen und sicheren Steuerung der wichtigsten Einheiten auf dem Objekt ausgerichtet.

Automatisierung von Produktionsprozessen - Die Hauptrichtung, in der sich die Produktion derzeit um die Welt bewegt. Alles, was zuvor von der Person selbst gemacht wurde, seine Funktionen, nicht nur körperlich, sondern auch intellektuell, wechseln allmählich auf die Technik, was selbst technologische Zyklen ausführt und sie überwacht. Das ist jetzt die allgemeine Linie moderne Technologien. Die Rolle einer Person in vielen Branchen wird bereits nur auf den Controller für den automatischen Controller reduziert.

Im Allgemeinen unter dem Konzept des "technologischen Prozessmanagements", einer Kombination von Operationen, die zum Starten, Stoppen des Prozesses erforderlich sind, sowie die Wartung oder Änderung der gewünschten Richtung der physikalischen Mengen (Prozessanzeigen). Durchführen von technologischen Prozessen Separate Maschinen, Einheiten, Geräte, Geräte, Komplexe von Maschinen und Geräten, die in der Automatisierung gesteuert werden müssen, werden Steuerobjekte oder kontrollierte Objekte bezeichnet. Kontrollierte Objekte sind in ihrem beabsichtigten Zweck sehr unterschiedlich.

Automatisierung technologischer Prozesse - Ersetzen der körperlichen Arbeit einer Person, die für die Verwaltung von Mechanismen und -maschinen ausgegeben wird, die Arbeit von speziellen Geräten, die diese Kontrolle bereitstellen (Regulation verschiedener Parameter, zur Erschließung einer bestimmten Produktivität und Produktqualität ohne menschliche Eingriffe).

Die Automatisierung von Produktionsprozessen ermöglicht es, die Produktivität mehrmals zu steigern, die Sicherheit, die Umweltfreundlichkeit zu steigern, die Produktqualität zu verbessern und die Produktionsressourcen rational zu nutzen, einschließlich des menschlichen Potenzials.

Jeder technologische Prozess wird erstellt und umgesetzt, um einen bestimmten Zweck zu erhalten. Produktion von Endprodukten oder ein Zwischenergebnis erhalten. Das Ziel der automatisierten Produktion kann also sortieren, transportieren, Verpackungsprodukte. Automatisierung der Produktion kann vollständig, komplex und teilweise sein.

Teilautomatisierung Es gibt einen Platz, wenn automatisch eine Operation oder einen separaten Produktionszyklus betreibt. Gleichzeitig ist ein begrenzter Teil in ihm erlaubt. Meistens tritt eine teilweise Automatisierung auf, wenn der Prozess zu schnell weiterläuft, damit die Person selbst vollständig teilnehmen kann, während recht primitiv mechanische GeräteMovered mit elektrischen Geräten, das perfekt mit ihm fertig ist.

Die teilweise Automatisierung ist in der Regel an bereits vorhandene Geräte angewendet, sondern auch eine Ergänzung. Es zeigt jedoch den größten Effizienz, wenn er in einbezogen wird allgemeines System Automatisierung anfangs - sofort entwickelt, hergestellt und als Komponente festgelegt.

Umfassende Automatisierung Es sollte einen separaten großen Produktionsabschnitt geben, es kann ein separater Werkstatt sein, ein Kraftwerk. In diesem Fall arbeitet alle Produktion im Modus eines einzelnen miteinander verbundenen automatisierten Komplexes. Die umfassende Automatisierung von Produktionsprozessen ist nicht immer angemessen. Ihr Geltungsbereich ist eine moderne hoch entwickelte Produktion, auf deren extrem verwendet wirdzuverlässige Ausrüstung.

Ein Zusammenbruch eines der Maschinen oder des Aggregats stoppt sofort den gesamten Produktionszyklus. Eine solche Produktion sollte Selbstregulierungs- und Selbstorganisation haben, die gemäß dem zuvor erstellten Programm durchgeführt wird. Gleichzeitig nimmt eine Person an dem Produktionsprozess nur als permanente Controller teil, der den Zustand des gesamten Systems und seiner einzelnen Teile überwacht, die Produktion für den Start und im Falle von freiberuflicher oder in der Bedrohung von ein solches Ereignis.

Das höchste Automatisierung der Produktionsprozesse - vollautomatisierung. Damit trägt das System selbst nicht nur den Produktionsprozess, sondern auch die vollständige Kontrolle, die automatische Steuerungssysteme durchgeführt wird. Die vollständige Automatisierung eignet sich für profitable, nachhaltige Produktion mit etablierten technologischen Prozessen mit einem konstanten Betriebsmodus.

Alle möglichen Abweichungen von der Norm müssen zuvor bereitgestellt und entwickelte Systeme zum Schutz gegen sie. Komplette Automatisierung ist auch für die Arbeit erforderlich, die das Leben einer Person bedrohen kann, seine Gesundheit oder an den darauf zugänglichen Orten - in einem aggressiven Umfeld, in einem aggressiven Umfeld, im Weltraum.

Jedes System besteht aus Komponenten, die bestimmte Funktionen ausführen. IM automatisiertes System Sensoren entfernen die Messwerte und übertragen an die Entscheidung, das System zu verwalten, der Befehl führt das Gerät aus. Meistens das elektrische AusrüstungDa es den elektrischen Strom verwendet, ist es zweckmäßiger, Befehle auszuführen.

Das automatisierte Steuerungssystem und Automatik sollte getrennt werden. Zum automatisches Steuerungssystem. Sensoren übertragen Messwerte an die Fernbedienung des Betreibers, und er macht bereits eine Entscheidung den Befehl Executive Equipment an. Zum automatisches System - Das Signal wird bereits von elektronischen Geräten analysiert, sie geben den Befehl an den Umsetzungsgeräten analysiert.

Die Teilnahme der Person an Automatiksystemen ist immer noch notwendig, wenn auch als Controller. Es hat die Möglichkeit, jederzeit in den technologischen Prozess einzugreifen, passen Sie ihn an oder stoppen Sie sie.

So kann der Temperatursensor fehlschlagen und falsche Messwerte einreichen. Elektronik In diesem Fall wird es seine Daten so zuverlässig wahrnehmen, ohne ihrem Zweifel ausgesetzt zu sein.

Der menschliche Geist ist ein Vielfacher überlegen elektronische GeräteObwohl der Reaktionsgeschwindigkeit ihnen unterlegen ist. Der Bediener kann verstehen, dass der Sensor fehlerhaft ist, Risiken einschätzt, und es einfach deaktivieren, ohne den Prozess zu unterbrechen. Gleichzeitig muss er völlig zuversichtlich sein, dass er nicht zu einem Unfall führen wird. Um eine Lösung für ihn zu erleichtern, hilft Erfahrung und Intuition, unzugänglich für Autos.

Ein solcher Punkteingriff in automatische Systeme ertönt nicht mit ernsthaften Risiken, wenn die Entscheidung einen Fachmann nimmt. Die Trennung der gesamten Automatisierung und der Übersetzung des Systems in den manuellen Steuerungsmodus ist jedoch mit schwerwiegenden Folgen, da eine Person nicht schnell auf eine Änderung der Situation reagieren kann.

Das klassische Beispiel ist ein Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl, der zur größten technologischen Katastrophe des letzten Jahrhunderts geworden ist. Es passierte genau wegen des automatischen Modus-Deaktivierung, als die zuvor entwickelten Programme zur Verhinderung von Programmen notfallsituationen Konnte die Entwicklung der Situation in der Station Reaktor nicht beeinträchtigen.

Die Automatisierung einzelner Prozesse begann im 19. Jahrhundert in der Industrie. Es reicht aus, an den automatischen Zentrifugalregler für Dampfmaschinen des Watta-Designs zu erinnern. Es ist jedoch nur mit dem Beginn des industriellen Gebrauchs von Elektrizität möglich, nicht mehr einzelne Prozesse zu automatisieren, sondern ganze technologische Zyklen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die mechanische Kraft auf den Maschinen vorher mit Getriebe und Laufwerken übertragen wurde.

Zentralisierte Stromerzeugung und ihre Nutzung in der Industrie durch und groß, er begann nur aus dem zwanzigsten Jahrhundert - vor dem Ersten Weltkrieg, als jede Maschine mit einem eigenen Elektromotor ausgestattet war. Es war dieser Umstand, der es ermöglichte, nicht nur den Produktionsprozess selbst auf der Maschine zu mechanisieren, sondern Mechanisierung und sein Management. Es war der erste Schritt zur Erstellung Maschinenautos. Die ersten Proben erschienen in den frühen 1930er Jahren. Dann ergab der Begriff "automatisierte Produktion" selbst.

In Russland wurden dann in der UdSSR die ersten Schritte in dieser Richtung in den 30.40. Jahrhundert des letzten Jahrhunderts hergestellt. Zum ersten Mal wurden automatische Maschinen in der Herstellung von Teilen für Lager verwendet. Dann erschien die erste vollautomatische Kolbenproduktion der Welt für Traktormotoren.

Die technologischen Zyklen waren mit einem einzelnen automatisierten Prozess verbunden, der aus dem Laden von Rohstoffen und dem Ende mit der Verpackung von Fertigteilen begonnen wurde. Es wurde möglich dank breite Anwendung Modern zum Zeitpunkt der elektrischen Ausrüstung, verschiedenen Relais, Remote-Switches und natürlich Laufwerken.

Und nur das Erscheinungsbild der ersten elektronischen Rechenmaschinen ermöglichte es, ein neues Automatisierungsniveau zu erreichen. Nun ist der technologische Prozess aufgehört, als eine Kombination einzelner Vorgänge in Betracht gezogen zu werden, die in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, um das Ergebnis zu erhalten. Nun ist der gesamte Prozess üblich geworden.

Derzeit führen automatische Steuerungssysteme nicht nur den Produktionsprozess, sondern kontrollieren sie auch, überwachen die Entstehung von freiberuflichen und Notfallsituationen. Sie beginnen und stoppen technologische Geräte, Track-Überlast, erarbeiten Sie die Aktionen im Falle von Unfällen.

In letzter Zeit können Sie automatische Steuerungssysteme, um die Ausrüstung für die Herstellung neuer Produkte aufzubauen. Dies ist ein gesamtes System, das aus separaten automatischen Multi-Mode-Systemen besteht, das an einen zentralen Computer angeschlossen ist, der sie in ein einzelnes Netzwerk verbindet, und Probleme aufgaben für die Ausführung.

Jedes Subsystem ist ein separater Computer mit seiner Software, die für ihre eigenen Aufgaben ausgeführt wird. Das ist schon flexible Produktionsmodule. Sie werden sie genannt, weil sie auf andere technologische Prozesse neu konfiguriert werden können und dadurch die Produktion erweitern, um ihn zu vergrößern.

Der Scheitelpunkt der automatisierten Produktion ist. Automatisierung durchdrungene Produktion von oben nach unten. Betreiben Sie die Transportlinie automatisch für die Lieferung von Rohstoffen für die Produktion. Automatisierte Steuerung und Design. Menschliche Erfahrung und Intelligenz werden nur verwendet, wenn es die Elektronik nicht ersetzen kann.