Автоматизация сбора и обработки данных
ЛИТЕРАТУРА
1. Герасимов С.Г. Теоретические основы автоматического регулирования тепловых процессов. М., «Высшая школа», 1967.
2. Ротач В.Я. расчет настройки промышленных систем регулирования. М., Госэнергоиздат, 1961.
3. Стефании Е.П. основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М., Госэнергоиздат, 1960.
4. Трапицин В.Н. Автоматизация производственных процессов промышленных установок. М., Машгиз, 1957.
5. Баклушин А.А., Киселев И.К., Кубасов Л.И. Автоматизация теплоэнергетических установок, ГЭИ, 1960.
6. Добкин В.М., Дулеев Е.И., Фельдман Е.П. Автоматическое регулирование тепловых процессов на электростанции, ГЭИ, 1959.
7. Плетнев Г.П. Автоматическое регулирование и защита теплоэнергетических установок электрических станций. М., «Энергия», 1970.
8. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М., «Энергия», 1973.
9. Стефании Е.П. основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. М., «Энергия», 1972.
10. Селезнев М.А. Регулирующие органы в системах регулирования теплоэнергетических процессов. Издат. МЭИ, 1968.
11. Арленинов И.К., Рубашкин А.С. Приближенные методы настройки регуляторов теплоэнергетических объектов. «Теплоэнергетика», № 1, 1974.
Различают три способа сбора, регистрации данных: ручной; механизированный (с помощью специальных средств автоматизации сбора и регистрации); автоматический.
При ручном способе данные вручную заносятся на первичные документы, а затем с помощью устройств подготовки данных переносятся на машинные носители для автоматического ввода их в ЭВМ.
При механизированном способе используют машиночитаемые документы, представляющие собой первичные документы, совмещенные с машинным носителем (дуаль-карты, типизированные бланки для читающих автоматов, регистраторы). В машиночитаемых документах данные записываются специальными знаками, например в банковских чеках, железнодорожных билетах, накладных и др.
Автоматизированный сбор информации осуществляется со специальных систем сбора и регистрации информации, позволяющих собирать информацию одновременно с большого количества абонентских пунктов. Это позволяет непрерывно фиксировать состояние перевозочного процесса, выполнение графика движения поездов, подсчитывать основные и итоговые показатели работы различных ведомств МПС.
В самом общем случае компьютеризированная измерительная система может быть спроектирована двумя способами: как централизованная система и как децентрализованная система.
На рис. показана измерительная система с «децентрализованной» архитектурой. В этой системе каждый канал содержит свои собственные узлы преобразования, и только цифровой процессор работает в режиме временного мультиплексирования. Такой принцип позволяет производить оптимизацию в каждом канале независимо. Кроме того, блоки преобразования при такой архитектуре могут быть в k - раз более медленными, чем те же узлы в централизованной системе. Следовательно, эти отдельные блоки преобразования будут менее дорогими. В такой системе преобразование можно выполнять локально в месте расположения источника сигнала, а это означает, что сигналы от измерительного источника к процессору можно передавать в цифровом виде
Децентрализованная измерительная схема
Ф – фильтры; УВ – устройства взятия выборок; ЦАП – преобразователи;
В – буферные схемы; ЦМ – цифровой мультиплексор;
УИ – устройство индикации; У – усилители.
(а не в виде аналоговых сигналов, которые очень чувствительны к помехам). Далее, используя микрокомпьютеры, каждый из каналов можно снабдить своим препроцессором, разгружающим главный компьютер. Соединение между процессорами в измерительной системе может быть реализовано в виде «шины». О системе с такой архитектурой говорят как о распределенной измерительной системе. Процессор может быть соединен также с другими, автономно работающими измерительными системами, не входящими в состав сбора данных. Часто это осуществляют с помощью той или иной стандартной шины (например, с помощью IEEE-488).
В централизованной системе части, ответственные за преобразование сигнала, используются для обработки всех сигналов последовательно. Поэтому соответствующая электроника размещается обычно в центральном компьютере. Достоинства этой системы очевидны: благодаря использованию частей, ответственных за преобразование сигнала, по принципу разделения времени стоимость системы низка.
Если в централизованной системе сбора данных сигналы в отдельных каналах сильно различаются по величине, то можно в центральную часть системы добавить программируемый усилитель. Тогда его коэффициент усиления будет изменятся процессором одновременно с изменением адреса канала. Однако переключение усилителя на новое значение коэффициента усиления потребует определенного времени и из-за этого максимальная скорость сканирования в системе понизится. Поэтому важно разбивать каналы на группы с примерно одинаковым уровнем сигналов. Тогда можно будет программируемый усилитель переключать не каждый раз при обращении к новому каналу. Еще лучше воспользоваться субкоммутацией, предусмотрев, например, три входных мультиплексора (для работы с сигналами низкого, среднего и высокого уровня) и включив на выходе каждого из них свой усилитель с фиксированным коэффициентом усиления так, чтобы только после этого происходило окончательное мультиплексирование сигналов в один канал.
На вход одного из каналов системы часто подают «опорный сигнал» или «сигнал калибровки». Тогда можно обнаружить уход коэффициентов передачи и запрограммировать цифровой процессор на коррекцию этих ошибок.
Нередко система сбора данных должна воспринимать также ряд двоичных сигналов, таких, например, как положение переключателей или входные сигналы датчиков обнаружения (пожара, перегрузки и других нежелательных событий). Система сбора данных должна содержать также «блок синхронизации и управления», работающий под управлением компьютера. Этот блок вырабатывает управляющие сигналы, необходимые для надлежащего функционирования самой системы, на основе которых генерируются адреса каналов, выдаются команды перехода в режим хранения и команды преобразования, устанавливаются коэффициенты усиления и т.д.
Поскольку фактически все измеряемые параметры и переменные макроскопических физических процессов в окружающем нас мире являются аналоговыми по своей природе. Поэтому мы принимаем в качестве определения, что аналоговый измерительный сигнал – это такой сигнал, величина (амплитуда) которого известна для каждого момента в пределах выделенного отрезка и может принимать любые значения в интервале между определёнными нижним и верхним пределами. Таким образом, аналоговый сигнал является непрерывным как по времени, так и по величине.
Цифровые компьютеры не могут манипулировать с такими сигналами непосредственно; они могут обрабатывать и вырабатывать только цифровые сигналы. Чтобы переходить от аналоговых сигналов к цифровым (и обратно), нам необходимо выполнить процедуру, носящую название «преобразование сигнала». Частью такого преобразования является отображение непрерывного по времени сигнала в дискретный по времени сигнал. Дискретный по времени сигнал определён только в отдельных точках на оси времени. Он получается из аналогового сигнала путём дискретизации по времени. Такой сигнал легко получить с помощью электронной схемы взятия выборок.
Помимо способности обрабатывать только те данные, которые относятся к дискретным моментам времени, компьютер имеет дело со словами ограниченной длины. Поэтому он может воспринимать величину сигнала лишь с конечным разрешением. Компьютер является устройством, для которого не только время является дискретным, но и величина также является квантованной. Поэтому необходимо сделать так, чтобы значение входного сигнала изменялось только скачками конечной величины. Такое преобразование называют « квантование по величине». Оно осуществляется аналого-цифровым преобразователем. Таким образом , до того, как измерительный сигнал можно будет ввести в компьютер, необходимо получить выборки этого сигнала (дискретизировать по времени) и их проквантовать (дискретизировать по величине). Сигнал такого типа, дискретизированный по времени и квантованный по величине, называют «цифровым сигналом».
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. 2
Глава 1. Основы теории автоматического управления. 4
§ 1-1 Задачи теории и практики автоматического управления. 4
§ 1-2 Классификация автоматических систем управления. 8
§ 1-3 Линеаризация статических характеристик систем.. 14
§ 1-4 Линеаризация динамических характеристик систем.. 17
§ 1-5 Исследование переходных процессов методом дифференциальных уравнений. 21
§ 1-6 Исследование переходных процессов методом динамических характеристик. 21
§ 1-7 Типовые звенья динамических систем.. 21
§ 1-8 Соединение звеньев. 21
§ 1-9 Динамические характеристики типовых теплотехнических объектов. 21
§ 1-10 Экспериментальные методы нахождения динамических характеристик объектов управления 21
§ 1-11 Динамические характеристики типовых линейных регуляторов. 21
§ 1-12 Понятие устойчивости систем автоматического управления. 21
§ 1-13 Критерии устойчивости. 21
§ 1-14 Запас устойчивости. 21
§ 1-15 Качество систем управления. 21
§ 1-16 Понятие о расширениях комплексно-частотных характеристик. Расчет настройки регуляторов. 21
§ 1-17 Расчет настройки ПИ-регуляторов при ограничении на величину максимума амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы («М») 21
Глава 2. Регуляторы и регулирующие органы теплотехнических процессов. 21
§ 2-1 Классификация автоматических регуляторов и их основные элементы.. 21
2-1-1 Основные элементы регулятора. 21
2-1-2 Измерительное устройство. 21
2-1-3 Усилительное устройство. 21
2-1-4 Измерительный механизм.. 21
§ 2-2 Регулирующие органы.. 21
§ 2-3 Дистанционное управление регулирующими органами. 21
Глава 3. Схемы автоматического управления тепловых процессов. 21
§ 3-1 Задачи автоматического управления энергетических барабанных котлов. 21
§ 3-2 Схемы регулирования экономичности процесса горения. 21
§ 3-3 Регулирование разряжения. 21
§ 3-4 Регулирование давления пара при параллельной работе котлов. 21
§ 3-5 Регулирование давления пара в блоке котел-турбина. 21
§ 3-6 Тепловые схемы регулирования процесса горения. 21
§ 3-7 Регулирование питания барабанных котлов водой. 21
§ 3-8 Регулирование непрерывной продувки. 21
§ 3-9 Регулирование температуры перегрева пара. 21
§ 3-10 Регулирование температуры промперегрева пара. 21
§ 3-11 Особенности автоматического регулирования прямоточных паровых котлов. 21
§ 3-12 Автоматическое управление паровых промышленных котлов. 21
§ 3-13 Автоматическое управление водогрейных котлов. 21
ЛИТЕРАТУРА.. 21