Задачи дипломного проектирования 4 организация работы над дипломным проектом в период дипломного проектирования 5

Вид материала

Диплом

Содержание 3.3.3 Разработка системы управления технологическим процессом 3.3.4 Расчет системы управления объектом автоматизации

Подобный материал:

• С. П. Колотовкин организация курсового проектирования, преддипломной практики и дипломного, 276.32kb.
• Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальности 061100, 594.38kb.
• Проекта) должна быть привязана к объекту дипломного проектирования. Например: «Совершенствование, 211.79kb.
• Методические указания по выполнению курсового (дипломного) проектирования Общие положения, 242.09kb.
• Тема дипломного проекта, 20.24kb.
• Темы и задания на дипломное проектирование, 113.59kb.
• Руководство проектом > Организация > Этапы проектирования и процессы проектирования, 583.93kb.
• Задание на дипломирование Реферат, 444.89kb.
• Методические основы организации дипломного проектирования по специальности 230102 «Автоматизированные, 1528.59kb.
• Методические указания Волгоград 2010 удк 621. 91 Рецензент, 669.19kb.

3.3.3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

Здесь рассматриваются следующие взаимосвязанные задачи:

• формулировка и обоснование критериев управления;
  
• разработка или уточнение алгоритма оптимального управления технологическим процессом с учетом принятого критерия, свойств объекта и существующих ограничений на технологический процесс и систему управления;
  
• проведение инженерного синтеза автоматической системы управления технологическим процессом, реализующей принятый алгоритм управления с желаемой степенью точности его воспроизведения в установившихся и переходных режимах;
  
• разработка и конструирование всего комплекса автоматической системы управления технологическим процессом с учетом дополнительных требований энергетического, эксплуатационного, надежностного, экологического и технико-экономического характера.
  

Следует знать, что на любом промышленном предприятии можно найти следующие уровни управления и соответствующие им объекты и цели управления.

1 уровень - рабочее место;

2 уровень - производственный участок, технологический процесс;

3 уровень - производство, цех;

4 уровень - предприятие.

Каждому уровню иерархии соответствуют свои объекты управления, свои цели и критерии управления, выполняемые функции, свои временные интервалы принятия решения.

На первом уровне объектом управления является технологический модуль. Это отдельный аппарат, агрегат, машина или другое оборудование, выполняющее, как правило, одну техноло­гическую операцию (нагрев, охлаждение, смешение и др.).


Цель управления: оптимизация или поддержание заданного режима работы. Критерий управления - величина отклонения от заданного режима.

На втором уровне объектом управления является совокупность технологических модулей, работающих в пределах одного производственного участка (производства) и реализующих тех­нологический процесс на нескольких аппаратах, агрегатах.

Целью управления на втором уровне является определение и обеспечение оптимального ре­жима совместного функционирования технологических модулей, а также поддержание задан­ного технологического режима.

Критерий управления - степень достижения оптимального режима управления.

На уровне производства (третьем) выполняется многостадийная переработка исходного сырья с целью получения готовой продукции или полуфабриката.

Целью управления производством является выпуск продукции заданного количества и тре­буемого качества с наименьшими затратами или максимальной производительностью или мак­симальной прибылью.

Способы управления - стабилизация технологических параметров и технологических режи­мов, оперативная координация нагрузок отдельных участков, с помощью оперативно-диспетчерского управления.

Критерий управления - степень достижения заданного объема выпуска продукции, требуе­мого качества. На уровне предприятия (четвертом) решаются задачи производственно-экономической системы.

Целью управления предприятием является выпуск продукции заданного количества и тре­буемого качества с максимальной прибылью.

Критерий управления предприятием в большинстве случаев предлагается оценивать комплексными показателями, включающие в себя себестоимость продукции, производительность труда. Должно соблюдаться условие выполнения плана выпуска продукции с сохранением его качества и другие ограничения.

Способы управления - оперативная координация нагрузок отдельных участков с помощью оперативно-диспетчерского управления, оптимизация режимов работы производств.

Наибольшее применение получили критерии, имеющие в своей основе экономические показатели: максимальной прибыли, максимального быстродействия, минимума машинного времени на обработку и т.п. Реализация этих критериев осуществляется путем построения систем регулирования выходных координат технологического процесса.

С этой целью разрабатывается функциональная и структурная схема системы управления технологическим процессом. Традиционно системы стабилизации технологических параметров строятся по принципу подчиненного регулирования. В этом случае базовые контуры регулирования дополняются внешними контурами регулирования.

Для определения передаточных функций регуляторов непрерывных систем управления составляется расчетная схема. При этом передаточная функция объекта во внешнем контуре регулирования будет состоять из произведения передаточных функций замкнутых внутренних контуров системы управления. Настройка контуров управления выполняется на технический или симметричный оптимум, в результате чего определяется передаточная функция регулятора. Таким образом, в зависимости от математической модели объекта управления, регуляторы будут представлять собой П, И, Д - регуляторы и их комбинации.

Для измерения выходных координат системы регулирования используются прямые и косвенные методы. Прямые измерения используется в тех случаях, когда регулируемая (выходная) координата доступна для непосредственной установки датчика. Косвенные методы связаны с измерением активной мощности, тока и других параметров технологического процесса, посредством которых возможно восстановить (вычислением, преобразованием) регулируемую величину.

Здесь используются стандартные устройства, выпускаемые отечественной промышленностью. Необходимо проработать вопрос установки датчиков, первичных преобразователей, согласующих устройств, интерфейсов, а также выбор протокола передачи данных.

Если параметры математической модели технологического процесса варьируются в широких пределах, целесообразно использовать адаптивные, самонастраивающиеся системы управления. При этом наибольшее применение получили самонастраивающиеся системы с эталонными моделями, синтез которых проводится с использованием второго метода Ляпунова.

Подчеркнем, что обсуждаемые здесь задачи по разработке систем управления технологическими процессами подробно рассматриваются в лекционном курсе по дисциплине «Автоматизация типовых технологических процессов и установок».


3.3.4 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ АВТОМАТИЗАЦИИ


Синтез системы управления технологическим процессом сводится к определению структурной схемы и ее параметров с целью удовлетворения заданных показателей качества регулирования. Для чего производится последовательная (или другого вида) коррекция с включением корректирующего устройства в контур управления.

Расчет начинается с внутреннего контура, составляется его структура с подстановкой известных и вычисленных значений в динамические звенья схемы. Принимается решение о показателях качества регулирования на основании существующих стандартных настройках контуров и находится тип регулятора. Определяются параметры регулятора. Затем осуществляется переход к внешнему контуру с включением в него в качестве объекта управления внутреннего контура, имеющего стандартную настройку. Принимается решение о будущих показателях качества регулирования этого контура и процедура повторяется. Подобная операция производится и для остальных внешних контуров. В качестве методической литературы по данному разделу можно использовать следующие источники.