Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» В. П. Ившин, М. Ю. Перухин АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ Учебное пособие Казань Издательство КНИТУ 2016 УДК 658.5:66 ББК 32.965 И 28 Ившин В. П. <...> Автоматическое регулирование : учебное пособие / В. П. Ившин, М. Ю. Перухин; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. <...> Перухин М. Ю., 2016 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2016 2 Посвящается светлой памяти Мирона Семёновича Вайнера ВВЕДЕНИЕ Основной вопрос экономической стратегии государства – ускорение научно – технического прогресса, что позволит добиться значительного повышения производительности труда. <...> АСУТП предназначены для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления (ТОУ) в соответствии с принятым критерием управления и с помощью современных средств ЭВМ. <...> Система автоматического регулирования (САР) технологическими процессами основной частью теории управления. <...> При обработке информации для анализа обстановки, кроме текущих данных о состоянии производственного процесса, используют также нормативные данные, плановые данные и математическое описание (модель) производства 7 Современный этап автоматизации базируется на широком использовании промышленных ЭВМ и персональных компьютеров, а также программируемых контроллеров в функциональных схемах автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) [3]. <...> Классификация потенциально опасных процессов Из всей совокупности процессов химической технологии можно выделить процессы, которые при определенных условиях выходит в аварийный режим. <...> Можно выделить 4 основные группы потенциально опасных процессов химической технологии [3]: процессы с токсичными веществами; процессы с взрывоопасными <...>
Автоматическое_регулирование_учебное_пособие.pdf
УДК 658.5:66
ББК 32.965
И 28
Ившин В. П.
Автоматическое регулирование : учебное пособие / В. П. Ившин,
М. Ю. Перухин; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед.
технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2016. – 80 с.
ISBN 978-5-7882-1941-7
Учебное пособие представляет собой дополнение к курсу
лекций и циклу лабораторных работ по разделу СУХТП «Системы
автоматического регулирования». Приведены описания устройств,
терминология, основные понятия и определения, принятые в курсе
лекций, предварительное знакомство с которыми необходимо при
усвоении материала.
Предназначено для студентов всех специальностей, изучающих
дисциплины «Системы управления химико-технологическими
процессами», «Автоматизированные системы управления».
Подготовлено на кафедре «Автоматизированные системы сбора
и обработки информации».
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского национального исследовательского технологического
университета
Рецензенты: д-р техн. наук,
профессор кафедры
автоматизации технологических процессов
и производств Казан. гос. энерг. ун-та
К. Х. Гильфанов
канд. техн. наук, доцент кафедры автоматики
и управления КНИТУ им. А.Н. Туполева
С. А. Терентьев
ISBN 978-5-7882-1941-7 © Ившин В. П. Перухин М. Ю., 2016
© Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2016
2
Стр.2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..3
1. Автоматическая система управления…………………………..4
1.1. Система
автоматического регулирования
(САР)
технологическими процессами……………………………….…6
1.2. Классификация технологических процессов……………8
1.2.1. Классификация по характеру процесса…………………8
1.2.2. Классификация технологических процессов в
зависимости от поставленных задач……………...…………….9
1.2.3. Классификация потенциально опасных процессов……...10
1.2.4. Функции АСУ потенциально опасными
процессами…………………………………………………..….....11
2. Структура САК и САР. Определения…………………..........13
2.1. Структурная схема САК…………………………………….13
2.2. Структурная схема САР…………………………………….14
2.3. Виды переходных процессов…………………………...……19
2.4. САР непрерывного и прерывного действия…………..……21
2.5. Принципы регулирования…………………………………...25
3. Этапы формирования современной элементной базы САР.28
3.1. 1-й этап. АСУТП - семейство автономных локальных
схем………………………………………………………………..28
3.2. 2-й этап. АСУТП на базе управляющей вычислительной
машины……………………………………………………………30
3.3. 3-й этап. АСУТП на базе контроллеров…………………...32
3.4. 4-й этап. АСУТП с использованием беспроводной
передачи информации……………………………………………41
4. Элементы САР………………………………………………….47
4.1. Объект регулирования……………………………………….47
4.2. Интеллектуальные датчики………………………………….48
4.3. Канал связи…………………………………………………..52
4.4. Программируемые логические контроллеры………………53
4.5. Иcполнительные устройства………………………………..60
4.5.1. Пневматические исполнительные механизмы……...…..60
4.5.2. Электрические исполнительные механизмы…………....61
4.5.3. Гидравлические исполнительные механизмы…………..62
4.5.4. Регулирующие органы (клапаны пневматические,
электромагнитные, заслонки, задвижки)……………………………62
78
Стр.78
5. Перспективы развития современной элементной базы
САР……………………………………………………………………..69
5.1. Беспроводные сети…………………………………………….69
5.1.1. Многопараметрические датчики…………………………...70
5.1.2. Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры
Micro Motion. Принцип действия кориолисовых расходомеров
и плотномеров…….………………………………………………71
5.2. Будущее протоколов…………………………………………..76
79
Стр.79