ГЗ 1 ТСАУ по шаблону

1.

Для служебного пользования
(п. 85 Перечня сведений ВС)
Экз.№ 1
Дисциплина: «Технические средства
автоматизации и управления»
Групповое занятие № 1
Основные типы задач управления процессами
Руководитель занятия: начальник кафедры, к.т.н.,
доцент Кабанович С.Г.

2.

Учебные цели:
1. Уяснить виды и особенности задач управления процессами в
технических системах.
2. Формировать навыки анализа особенностей задач управления в
технических системах.
Учебные вопросы:
1. Управление
последовательностью
событий
и
бинарное
управление.
2. Простой контур управления.
3. Системы, содержащие несколько контуров управления.
4. Свойства процессов, усложняющие управление.
Литература:
1.Кабанович
С.Г.,
Джелаухян
А.Ю.
«Технические
средства
автоматизации и управления». Учебное пособие. Серпухов. 2020. Раздел
«Основные типы задач управления процессами».

3.

3
Контрольный опрос
Вариант №1
1)
Назвать три компонента любого
физического процесса.
2) Зарисовать основную структуру системы
цифрового управления процессом.
Вариант №2
1) Дать определение понятию – система.
2)Зарисовать
обобщенную
модель
физического/технического процесса;

4.

Учебный вопрос № 1
Управление последовательностью событий и бинарное
управление.

5.

5
Управление последовательностью событий и бинарное управление
Б
А
реагент 1
реагент 2
отвод
воды
В
Х
Подвод
холодной
воды
Г
Подвод
горячей
воды
выход
продукта
смеситель
Т
Д
Рис.1 Химический реактор с регулировкой
температуры

6.

6
Управление последовательностью событий и бинарное управление
ПРИМЕР управления последовательностью событий и
бинарного управления – химический реактор
В химическом реакторе реагенты перемешиваются с помощью
смесителя.
Входные потоки реагентов и выход продукта регулируются
входными клапанами А и Б и выходным клапаном В
Уровень давления в баке контролируется датчиком Д, а
температура – датчиком Т
Температура регулируется горячей и холодной водой,
подаваемой в окружающей бак кожух; потоки воды регулируются
клапанами Г (горячо) и Х (холодно)

7.

7
Управление последовательностью событий и бинарное управление
Последовательность операций выполняемых в
реакторе:
•открыть клапан А и залить в бак реагент 1;
•если датчик давления Д показывает, что достигнут требуемый
уровень, закрыть клапан А;
•запустить смеситель;
•открыть клапан Б и залить в бак реагент 2;
•если датчик Д показывает, что достигнут новый требуемый
уровень, закрыть клапан Б;

8.

8
Управление последовательностью событий и бинарное управление
•открыть клапан Г для нагрева бака;
• если датчик температуры Т показывает, что достигнута
требуемая температура, то закрыть клапан Г;
• установить таймер на время протекания реакции;
•при срабатывании таймера – время реакции истекло
– остановить смеситель;
•открыть клапан Х для охлаждения бака;

9.

9
Управление последовательностью событий и бинарное управление
•проверить температуру в баке. Если температура
упала ниже заданного предела, то закрыть клапан Х;
•открыть клапан В для опорожнения бака;
•закрыть клапан В. Повторить все этапы с начала.
Входные и выходные данные системы являются бинарными
, датчики контролируют два состояния или граничное значение
(например клапан открыт или закрыт, индикатор сработал или
нет, кнопочный выключатель нажат или отжат и т.д.);

10.

Учебный вопрос № 2
Простой контур управления.

11.

Простой контур управления
11
U
Т
Рис.2 Простой контур управления – регулирование
температуры

12.

Простой контур управления
12
ПРИМЕР простого контура управления
бак, заполненный жидкостью, температура которой
должна поддерживаться постоянной
• все сигналы - аналоговые, т.е. изменение температуры
отслеживается непрерывно
в отличие от предыдущего примера, где проверялось лишь превышение
порогового значения
подача тепла регулируется плавно

13.

13
Простой контур управления
ОПИСАНИЕ РАБОТЫ
простого контура управления – регулирование температуры
Температура измеряется датчиком Т, выходное напряжение
которого пропорционально текущей температуре
Измерения периодически, (например каждую секунду), поступают в
компьютер, и текущее значение температуры сравнивается с
требуемым (опорным), которое хранится в памяти компьютера
Величина нагрева или охлаждения рассчитывается по разности
между опорным и измеренным значениями

14.

Простой контур управления
14
опорное
значение
температуры
сигнал
управления
нагревателем
контроллер
бак
Управляющий компьютер
Рис.3 Простой контур управления – система
регулирования температуры

15.

15
Простой контур управления
Генерация опорного значения
В примере необходимо поддерживать величину температуры в
соответствии с опорным значением - которое постоянно
пересчитывается во время протекания процесса.
Вычисление опорной температуры не должно иметь запаздывания каждое ее новое значение должно быть рассчитано до момента
очередного сравнения с текущей температурой

16.

Простой контур управления
16
опорное
значение
(установка)
вычисление
опорного значения
сигнал
управлени
я
бак
контроллер
Управляющий компьютер
результат измерений
Рис.4 Генерация опорного сигнала
Система, отслеживающая значение опорного сигнала с
достаточной точностью и скоростью, называется
сервомеханизмом или, кратко, серво.

17.

18.

18
Задание на самостоятельную работу
Тема следующего занятия (Практическое занятие 1)
«Формирование алгоритмов управления»
Задание на самостоятельную работу
1. Используя дополнительную литературу, периодические печатные и
электронные издания, доработать конспект и занести конкретные примеры
свойств технических процессов усложняющих управление

19.

English Русский Правила