Технические средства автоматизации (тса) Состав и функции технических средств

Для практической реализации систем автоматизации применяют различные технические средства. Их количество и состав определяются конкретной задачей управления. Типовой комплекс технических средств представлен на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема комплекса технических средств АСУ

Условные обозначения:

Д – датчики (технологические измерители) – реагируют на изменения параметров технологического процесса и преобразуют их в электрический сигнал.

ИУ – исполнительные устройства – передают управляющее воздействие непосредственно на регулирующие органы объекта управления.

ВК – вычислительный комплекс – основная часть современных АСУ, которая выполняет математическую и/или логическую обработку измерительной информации для выработки управляющих воздействий.

До появления ЭВМ в разное время эту роль выполняли электронные схемы, собранные поначалу на реле, позже – на транзисторах, а затем – на микросхемах малой и средней степени интеграции;

УСО – устройства связи с объектом – нормализуют сигналы от датчиков и превращают их в цифровой код, воспринимаемый ВК. УСО осуществляют также усиление сигналов, выдаваемых ВК на исполнительные механизмы, и гальваническую развязку этих сигналов с электрическими потенциалами объекта.

УСОД – устройства связи с оператором-диспетчером – позволяют персоналу вводить в АСУ данные, инструкции и команды, а также получать информацию о ходе управляемого процесса через устройства отображения и регистрации. Связь УСОД с ВК осуществляется с помощью тех же УСО.

В качестве средств ручного ввода могут использоваться как стандартные для ЭВМ средства: клавиатура, джойстик и т.п., так и различного рода задатчики, кнопки, переключатели. Средства отображения также могут представлять собой дисплеи и принтеры, разнообразные световые и цифровые индикаторы, информационные табло, панели, звонки и т.п.

УВК – управляющий вычислительный комплекс образуют собственно вычислительный комплекс, УСО и часть УСОП, свойственная ЭВМ.

Принята следующая иерархия технических средств АСУ:

– нулевой уровень – технологические датчики и исполнительные механизмы;

– нижний (1-й) уровень – программируемые логические контроллеры (ПЛК);

– верхние (2-й и 3-й) уровни – промышленные компьютеры.

Отличительной особенностью средств нижнего уровня является отсутствие устройств связи с оператором (средств ручного ввода и отображения информации) и небольшой объем памяти. ПЛК применяются для регулирования отдельных технологических параметров объекта управления.

Средства второго уровня используются для создания АСУ ТП. Они могут работать как в супервизорном режиме, выдавая уставки контроллерам нижнего уровня, так и в режиме непосредственного цифрового управления, оказывая управляющие воздействия прямо на исполнительные устройства.

Компьютеры третьего уровня применяются в автоматизированных системах управления производством (АСУП). Они загружены задачами комплексного управления участками, цехами и решением стратегических задач предприятия.

Примерные функции современных ТСА:

• масштабирование входных и выходных сигналов;

• гальваническое разделение сигналов;

• выполнение математических и логических операций, нелинейных и

динамических преобразований,

• дистанционное изменение статических и динамических параметров

локальных систем регулирования (по команде УВК или оператора);

• безударный переход от ручного управления к автоматическому и обратно;

• сочетание устройств, использующих разные виды энергии.

Общие требования к ТСА

• Высокая надежность – время наработки на отказ современных ТСА составляет десятки тысяч часов (т.е. несколько лет).

• Ремонтопригодность и удобство обслуживания – время поиска и устранения неисправности должно быть минимальным, чтобы объект управления не успел выйти из-под контроля.

• Унификация – возможность применять технику разных производителей, не заботясь о ее конструктивной, электрической и программной совместимости.

• Приемлемая стоимость.