Развитие комплексной автоматизации и механизации производственных процессов в промышленности

Принцип действия этого прибора  заключается в изменении электропроводности раствора обусловленной концентрацией  в нем каких-либо химических соединений. Таким образом, измеряя электропроводность определенного раствора, кондуктометр дает представление о величине концентрации растворенных в нем химических соединений.  
 
Данный измерительный прибор состоит из двух главных частей, одной из которых является блок датчиков, а вторая представляет собой блок, служащий для электронного преобразования. В состав блока датчиков входят датчики температуры и проводимости. Датчик, предназначенный для измерения проводимости раствора, состоит из двух ячеек. Одна из них заполняется исследуемым раствором, а вторая контрольным. Эти ячейки имеют общий электрод, за счет которого происходит измерение электропроводности исследуемого раствора. Блок электронного преобразования служит для приведения результатов исследований в числовые значения, которые отображаются на дисплее прибора.  
 
Помимо этого данные приборы могут применяться либо стационарно в лабораториях, либо использоваться для исследований в производстве или в быту, где его переносят с одного места, на другое. В стационарных условиях используют лабораторный кондуктометр, который обычно устанавливается на специальный неподвижный стол. Такие приборы, как правило, используются в серьезных исследованиях, требующих высокую точность измерений. При необходимости проведений исследований в удаленных местах, используют портативный кондуктометр. Такой прибор имеет легкий вес и небольшие размеры и, а также оснащен специальным защитным чемоданом для его перевозки.  
 
В настоящее время среди всех кондуктометров чаще всего используется кондуктометр-солемер, который применяется при измерениях жесткости воды и минерализации растворов. В большинстве случаев блок датчиков кондуктометра представлен в виде одного элемента. Эти элементы различают по типу материала, используемого для их производства, и диапазонам измерений проводимости и температуры. Как правило, датчики кондуктометра можно менять в зависимости от специфики исследуемого раствора.  
 
Вопрос 71.

Как классифицируются типовые элементарные звенья по динамическим свойствам? Примеры  реальных звеньев.

 

Функциональные элементы, используемые в АСУ, могут иметь самые различные  конструктивное выполнение и принципы действия. Однако общность математических выражений, связывающих входные и выходные величины различных функциональных элементов, позволяет выделить ограниченное число так называемых типовых алгоритмических звеньев. Каждому типовому алгоритмическому звену соответствует определенное математическое соотношение между входной и выходной величинами. Если это соотношение является элементарным (например, дифференцирование, умножение на постоянный коэффициент), то и звено называется элементарным.  
 
Алгоритмические звенья, которые описываются обыкновенными дифференциальными уравнениями первого и второго порядка, получили название типовых динамических звеньев.  
 
Типовые динамические звенья являются основными составными частями алгоритмических схем непрерывных АСУ, поэтому знание их характеристик существенно облегчает анализ таких систем. 
 
 
^

3.2. Классификация типовых  динамических звеньев

 
 
 
Классификацию типовых динамических звеньев удобно осуществить, рассматривая различные частные формы дифференциального уравнения 
 
. (3.1) 
 
Значения коэффициентов уравнения (3.1) и названия для наиболее часто применяемых звеньев приведены в табл. 3.1. 
 
 
^ Таблица 3.1 
 
Значения коэффициентов уравнения (3.1) 

№п/п	Наименование звена	a0	a1	a2	b0	b1	Примечание
1	Безинерционное (пропорциональное)	0	0	1	0	k
2	Инерционное 1-го порядка (апериодическое)	0	T	1	0	k
3	Инерционное 2-го порядка (апериодическое)		T1	1	0	k	T1 ³ 2T2
4	Инерционное 2-го порядка (колебательное)		T1	1	0	k	T1 < 2T2
5	Идеальное интегрирующее	0	1	0	0	k
6	Идеальное дифференцирующее	0	0	1	k	0
7	Реальное дифференцирующее	0	T	1	k	0

 
 
 
Передаточные и переходные функции для наиболее часто применяемых звеньев приведены в табл. 3.2. 
 
 
^ Таблица 3.2 
 
Передаточные и переходные функции типовых динамических звеньев

№	Наименование звена и описывающее  его уравнение	Передаточная функция	Переходная функция
1	Безинерционное (пропорциональное)
2	Инерционное 1-го порядка (апериодическое)
3	Инерционное 2-го порядка (апериодическое)        T1 ³ 2T2	T1 ³ 2T2	где  ;  .
4	Инерционное 2-го порядка (колебательное)        T1 < 2T2	T1 < 2T2	,    где  ; ; .
5	Идеальное интегрирующее
6	Идеальное дифференцирующее
7	Реальное дифференцирующее
8	Звено запаздывания

 

Вопрос 103.

На каких принципах основан  процесс создания и внедрения АСУТП. Укажите стадии и этапы разработки АСУТП.

Согласно ГОСТ 34.601-90 "Автоматизированные Системы. Стадии создания", процесс создания АСУТП представляет собой совокупность упорядоченных во времени, взаимосвязанных, объединенных в стадии и этапы работ, выполнение которых необходимо и достаточно для создания Системы, соответствующей заданным требованиям.

Стадии и этапы создания АСУТП выделяются как части процесса создания по соображениям рационального планирования иорганизации работ, заканчивающихся заданным результатом. ГОСТ 34.601-90 рекомендует нижеследующую последовательность стадий и этапов работ по созданию АСУТП.

Стадия "Формирование требований к АСУТП" включает в себя выполнение следующих этапов:

• Обследование объекта и обоснование необходимости создания АСУТП;
• Формирование требований Заказчика к АСУТП;
• Оформление Отчета о выполненной работе, и Заявки на разработку АСУТП.

На этапе "Обследование объекта и обоснование необходимости создания АСУТП" в общем случае проводится:

• Сбор данных об объекте автоматизации;
• Оценка качества функционирования объекта автоматизации;
• Выявление проблем, решение которых возможно средствами автоматизации;
• Оценка технико-экономической целесообразности создания АСУТП.

На этапе "Формирование требований Заказчика к АСУТП" проводится:

• Подготовка исходных данных для формирования требований к АСУТП (характеристика объекта автоматизации, описание требований к системе, допустимые затраты на разработку, ввод в действие и эксплуатацию, эффект, ожидаемый от системы, условия создания и функционирования системы);
• Формулирование и оформление требований Заказчика к АСУТП.

На этапе "Оформление Отчета о выполненной работе, и Заявки на разработку АСУТП" производится:

• Оформление Отчета о выполненных работах на данной стадии;
• Оформление Заявки на разработку АСУТП (тактико-технического задания) или другого заменяющего егодокумента с аналогичным содержанием.

Стадия "Разработка концепции АСУТП" заключается в выполнении следующих этапов:

• Изучение объекта автоматизации;
• Проведение необходимых научно-исследовательских работ;
• Разработка вариантов концепции АСУТП и выбор варианта концепции АСУТП в соответствии с требованиями Заказчика.

По завершению стадии оформляется  отчет. На этапе "Изучение объекта автоматизации" и На этапе "Проведение необходимых научно - исследовательских работ" организация-разработчик проводит:

• Детальное изучение объекта автоматизации и необходимые научно-исследовательские работы, связанные с поиском путей и оценкой возможности реализации требований Заказчика;
• Оформление и утверждение отчетов.

На этапе "Разработка вариантов концепции АСУТП и выбор варианта концепции АСУТП в соответствии с требованиями Заказчика" в общем случае проводится:

• Разработка альтернативных вариантов концепции АСУТП и планов их реализации;
• Оценка необходимых ресурсов на их реализацию и функционирование;
• Оценка преимуществ и недостатков каждого варианта;
• Сопоставление требований Заказчика и характеристик предлагаемой системы, и выбор наилучшего варианта;
• Определение порядка оценки качества и условий приемки системы;
• Оценка эффектов, получаемых от системы.

Стадия "Техническое задание" заключается в единственном, но чрезвычайно ответственном этапе:

• Разработка и утверждение Технического задания на создание АСУТП.

На этапе "Разработка и утверждение Технического задания на создание АСУТП" проводится:

• Разработка, оформление, согласование и утверждение Технического задания на создание АСУТП, а при необходимости, нескольких технических заданий на части АСУТП.

Стадия "Эскизный проект" состоит из следующих этапов:

• Разработка предварительных проектных решений по Системе и ее частям;
• Разработка документации на АСУТП и ее части.

На этапе "Разработка предварительных проектных решений по Системе и ее частям" определяются:

• Функции АСУТП;
• Функции и цели подсистем;
• Состав программных комплексов и отдельных задач;
• Концепция информационной базы, ее укрупненная структура;
• Функции системы управления;
• Состав комплекса технических средств;
• Функции и параметры основных программных средств и ресурсов АСУТП.

На этапе "Разработка документации на АСУТП и ее части" проводится:

• Разработка, оформление, согласование и утверждение документации в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений, и достаточном для выполнения работ по созданию АСУТП.

Стадия "Технический проект" состоит из следующих этапов:

• Разработка проектных решений по Системе и ее частям;
• Разработка документации на АСУТП и ее части;
• Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АСУТП и технических требований (технических заданий) на их разработку;
• Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта.

На этапе "Разработка проектных решений по Системе и ее частям" производится разработка общих решений:

• По Системе и ее частям;
• По функционально-алгоритмической структуре Системы;
• По функциям персонала и организационной структуре;
• По структуре технических средств;
• По алгоритмам решения задач и применяемым языкам;
• По организации и ведению информационной базы;
• По Системе классификации и кодирования информации;
• По программному обеспечению.

На этапе "Разработка документации на АСУТП и ее части" проводится:

• Разработка, оформление, согласование и утверждение документации в объеме, необходимом для описания полной совокупности принятых проектных решений и достаточном для дальнейшего выполнения работ по созданию АСУТП.

На этапе "Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АСУТП и технических требований (технических заданий) на их разработку" проводится:

• Подготовка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АСУТП;
• Определение технических требований или составление ТЗ на разработку несерийных изделий.

На этапе "Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта" осуществляется:

• Разработка, оформление, согласование и утверждение заданий на проектирование в смежных частях проекта для проведения строительных, электротехнических, санитарно-технических и других подготовительных работ, связанных с созданием АСУТП.

Стадия "Рабочий проект (Рабочая документация)" включает в себя следующие этапы:

• Разработка рабочей документации на АСУТП и ее части;
• Разработка и конфигурация программного обеспечения.