1.2 Типы автоматических систем

Система автоматического контроля (САК) осуществляет автоматический сбор, обработку, анализ и представление оператору в удобном для него виде информации о параметрах технологического процесса.

Особенностью этой системы заключается в том, что она не производит никакого воздействия на технологический процесс. Ее задача - дать оператору объективную картину о протекании процесса и привлечь его внимание в случае выхода технологических параметров за допустимый предел.

Наряду с контролем параметров самого процесса система контроля часто производит диагностический контроль параметров технологического оборудования.

Результаты контроля параметров технологического процесса и оборудования обычно поступают на ЭВМ для регистрации, а при выходе параметров за заданные пределы - выводятся на экран ЭВМ, а нередко - на специальные световые табло и в виде звуковых сигналов.

Одновременно система контроля может следить за исправностью оборудования, например за наличием жидкости в трубопроводе, через который производит наполнение резервуаров, ее давлением и температурой.

Если давление в трубопроводе или уровень жидкости в резервуаре превысит предельно допустимое значение, то возможна авария, поэтому система контроля предупреждает оператора о приближении параметра к опасному пределу.

Проверка оборудования при включении предполагает, в первую очередь, проверку исходного состояния исполнительных механизмов и исходных значений параметров технологического оборудования. Она производится путем опроса датчиков тех параметров, которые являются ключевыми для обеспечения нормальной работы оборудования и нормального протекания данного технологического процесса. Опрос датчиков на этом этапе ничем не отличается от дальнейшего опроса датчиков в ходе технологического процесса, только производится он гораздо реже. Частота проверки работооборудования и технологического процесса и с учетом серьезности последствий возможного сбоя в работе оборудования.

Система автоматического управления (САУ) на основе информации о параметрах технологического процесса осуществляет автоматическое воздействие на технологическое оборудование с целью поддержания заданного хода и режимов технологического процесса.

Эта система обеспечивает протекание технологического процесса так, как это необходимо для достижения поставленной цели. Именно целью технологического процесса определяет алгоритм работы САУ. Если в какой-то причинам надо изменить, это изменение должно быть реализовано системой управления. Следовательно, система должна быть достаточно гибкой и следить за тем, не появились ли какие - то причины для изменения алгоритма.

Уровень жидкости и другие параметры во всех резервуарах будут соответствовать заданным значениям, т.е. цель, поставленная в алгоритме, будет достигнута. Но если жидкость отводится из резервуаров, ее уровень будет изменяться. За этим следует система контроля.

Таким образом, система автоматического управления должна отреагировать на сигнал, поступивший из системы автоматического контроля, и выполнить ту часть алгоритма, которая в сложившейся ситуации приведет к достижению цели. Без системы контроля система управления работать не может, т.е. она может в начальной стадии поддержания требуемых параметров технологического процесса она всегда должно быть в контакте с АСК.

Система автоматического регулирования (САР) осуществляет автоматическое поддержание значения контролируемого параметра технологического процесса или его изменение по заданному закону.

Эту систему можно рассматривать как совокупность микросистемы контроля или микросистемы управления, работающих только с одним параметром. Часто такое совмещение может быть достаточно просто реализовано технически, что и привело к широкому распространению САР.

Системы автоматического регулирования температуры - электрический утюг. Повернув ручку установки температуры в положение, соответствующее типу ткани, вы зададите температуру, которую система регулирования автоматически поддерживает в течении всего времени глажения. Похожая ситуация может использоваться для поддержания заданной температуры жидкости в производственных условиях немного иная.

Система автоматического регулирования уровня жидкости - устройство наполнения смывного бачка в туалете. Как только уровень воды в бачке понижается, открывается клапан и бачок заполняется водой; после заполнения бачка водой клапан закрывается. Система может использоваться и для регулирования уровня жидкости в резервуарах в производственных условиях.

Особенностью САР является ее полная автономность. Даже когда технологические процессы и дальше будут развивать к высшей ступени, контролируемый системой параметр будет всегда иметь заданное значение или изменяться по заданному закону (в последнем случае система будет более сложной)

При автоматизации технологических процессов используется комбинированные автоматические системы включающие в себя системы всех трех рассмотренных типов.

Системы автоматического блокирования (САБ) предназначена для отключения или переключения потоков продукта или энергоносителя при возникновении аварийных ситуаций или резкого отключения качественного параметра для заданного. Блокирование предназначено для управлении воздействия на закрытие или переключения РО.

Система автоматическое регулирование напряжения (АНР) процесс поддержания напряжений в узловых точках электрической системы в заданных пределах, осуществляемый для обеспечения технически допустимых условий работы потребителей электрической энергии и собственно системы, а также для повышения экономичности их работы. У большинства потребителей электроэнергии допускаются длительные отклонения напряжения от номинального не более чем на ±5%. Превышение номинального напряжения приводит к сокращению срока службы потребителей электроэнергии, уменьшение -- снижает производительность и экономичность работы потребителей, пропускную способность линий электропередачи, может нарушить устойчивость работы синхронных машин и асинхронных двигателей.

Необходимость АРН вызывается переменными режимами работы потребителей и источников электроэнергии. Так, с увеличением нагрузок возрастает сила тока в сети, а следовательно, и потери напряжения в различных её участках, вследствие чего напряжения у потребителей могут выходить за допустимые пределы. В связи с этим на шинах электростанций и на шинах вторичного напряжения районных подстанций осуществляется, как правило, встречное (согласное) регулирование, при котором с увеличением нагрузок напряжение держится выше номинального, а при снижении нагрузок -- понижается. Это уменьшает размах отклонений напряжений у потребителей. Однако в общем случае такое регулирование не исключает необходимости АРН у каждого потребителя.

АРН на электростанциях осуществляется регулированием возбуждения синхронных генераторов. На подстанциях АРН осуществляется регулированием возбуждения синхронных компенсаторов, если они установлены на этих подстанциях, или автоматическим изменением под нагрузкой коэффициента трансформации трансформаторов, а также регулированием мощности батарей статических конденсаторов. У потребителей электроэнергии АРН осуществляется регулированием возбуждения мощных синхронных двигателей и регулированием мощности батарей статических конденсаторов.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) -- комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием.

АСУ ТП обеспечивает автоматизацию основных операций технологического процесса на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие.

Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУ ТП бывают отдельные системы автоматического управления и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как системы диспетчерского управления и сбора данных, распределенные системы управления, и другие более мелкие системы управления (например, системы на программируемых логических контроллерах. Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.