1 Вопрос 1 Основные понятия и определения САиУ Автоматизация — одно из направлений научно-технического прогресса, использующее саморегулирующие технические средства и математические методы с целью освобождения человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, либо существенного уменьшения степени этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья.

• Технические Средства Информационных Технологий
• Технические Средства Защиты Персональных Данных

Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи. В состав систем автоматизации входят датчики (сенсоров), устройства ввода, управляющие устройства (контроллеры), исполнительные устройства, устройства вывода, компьютеры. Применяемые методы вычислений иногда копируют нервные и мыслительные функции человека.

3 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ (2 блок). 3.1 Технологическое оборудование в сфере автоматизации и управления: классификация и основные требования. Необходимость изучения общих вопросов, касающихся технических средств автоматизации (ТСА) и государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), диктуется тем, что технические средства автоматизации являются неотъемлемой частью ГСП.

Весь этот комплекс средств обычно называют системами автоматизации и управления. В основе всех систем автоматизации и управления лежат такие понятия как объект управления, устройство связи с объектом управления, контроль и регуляция технологических параметров, измерение и преобразование сигналов.

Под объектом управления понимается технологический аппарат или их совокупность, в которых осуществляются (или с помощью которых осуществляются) типовые технологические операции смешения, разделения или их взаимное сочетание с простыми операциями. Такой технологический аппарат вместе с технологическим процессом, который в нем протекает и для которого разрабатывают систему автоматического управления и называют объектом управления или объектом автоматизации. Из совокупности входных и выходных величин управляемого объекта можно выделить управляемые величины, управляющие и возмущающие воздействия и помехи.

Управляемой величинойявляется выходная физическая величина или параметр управляемого объекта, которая в процессе функционирования объекта должна поддерживаться на определённом заданном уровне или изменяться по заданному закону. Управляющим воздействием является материальный или энергетический входной поток, изменяя который, можно поддерживать управляемую величину на заданном уровне либо изменять её по заданному закону. Автоматическим устройством или регулятором называют техническое устройство, позволяющее без участия человека, поддерживать величину технологического параметра или менять её по заданному закону. Автоматическое управляющее устройство включает в себя комплекс технических средств, выполняющих в системе определённые функции.В состав автоматической системы регулирования входят: Чувствительный элемент или датчик, служащий для преобразования выходной величины управляемого объекта в пропорциональный электрический или пневматический сигнал, Элемент сравнения - для определения величины рассогласования между текущим и заданным значениями выходной величины. Задающий элемент служит для задания величины технологического параметра, которую необходимо поддерживать на постоянном уровне. Усилительно-преобразующий элемент служит для выработки регулирующего воздействия в зависимости от величины и знака рассогласования за счёт внешнего источника энергии. Исполнительный элемент служит для реализации регулирующего воздействия.

Выработанного УПЭ. Регулирующий элемент – для изменения материального или энергетического потока с целью поддержания выходной величины на заданном уровне. В практике автоматизации производственных процессов автоматические системы регулирования комплектуются типовыми общепромышленными приборами, выполняющими функции вышеперечисленных элементов. Основным элементом таких систем является вычислительная машина, получающая информацию от аналоговых и дискретных датчиков технологических параметров.

Эта же информация может поступать на аналоговые или цифровые устройства представления информации(вторичные приборы). Оператор-технолог обращается к этой машине с помощью пульта для ввода информации, не получаемой от автоматических датчиков, запроса необходимой информации и советов по управлению процессом. Работа САиУ базируется на основе получения и обработки информации. Основные виды систем автоматизации и управления: автоматизированная система планирования (АСП), автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированный экспериментальный комплекс (АЭК), гибкое автоматизированное производство (ГАП) и автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП), автоматизированная система управления эксплуатацией (АСУ) система автоматического управления(САУ). Вопрос 2 Состав технических средств автоматизации и управления САиУ.

Технические средства автоматизации и управления - это устройства и приборы, которые могут как сами являться средствами автоматизации, так и входить в состав программно-аппаратного комплекса. Типовые средства автоматизации и управления могут быть техническими, аппаратными, программно-техническими и общесистемными.

Функции и компоненты типового обеспечения АСУТП Функции типового обеспечения АСУТП делятся на управляющие, информационные и вспомогательные. Информационные функции (мониторинг) включают в себя сбор значений переменных процесса, их хранение, отображение в подходящей для человека форме и передача на следующие уровни системы.

Управляющие функции – это выработка и реализация прямых или опосредованных воздействий на параметры объекта управления: регулирование, логическое управление, оптимальное управление режимами или стадиями процесса, адаптивное управление объектом в целом. Вспомогательные функции сводятся главным образом к диагностике функционирования технических и программных средств АСУТП и поддержанию их в рабочем состоянии. Информационной основой для каждого процесса реального времени (RT) поддерживающего АСУТП, служит база данных процесса, имеющая специфическую структуру В целом АСУТП включает в себя техническое, программное, информационное обеспечение как основу системы и организационное обеспечение, регламентирующее участие персонала в работе АСУТП. Техническое обеспечение АСУТП осуществляется комплексом технических средств (КТС ), содержащем устройства получения информации о параметрах технологического процесса и состоянии технологического оборудования; формирования и передачи управляющей информации; представления информации персоналу и на другие уровни АСУТП.

Программное обеспечение включает в себя общее программное обеспечение (ПО) в комплекте со средствами вычислительной техники (ВТ) и специальную совокупность программ, реализующих функционирование системы данного типа и конкретный набор функций. Информационное обеспечение – это единая система кодирования информации и стандартные интерфейсы между элементами системы. Типовым техническим решением для построения АСУТП является программно технический комплекс (ПТК), предназначенный для автоматизации технологических процессов определенного профиля. На основе ПТК разрабатываются типовые готовые решения, которые требуют привязки к объекту автоматизации, реконфигурации и настройки оборудования комплекса под конкретный объект. Основные требования, предъявляемые к ПТК и решениям на их основе: стандартизация, типизация, открытость и масштабируемость.

Ключ auslogics boostspeed. Государственная система приборов и средств автоматизации 2.1. Организации по разработке и изданию стандартов Для обеспечения совместимости компонент системы и качества продукции существуют стандарты, рекомендации и руководящие указания. Стандарты есть «де-юре» и «де-факто». Официальные стандарты выпускаются государственными, межправительственными или общепризнанными организациями производителей: а) Головная организация по разработке и изданию стандартов ISO – международная организация по стандартизации.

ISO объединяет национальные: организации по стандартизации: Госстандарт, ANSI, DIN, BSI и т. В состав ISO входят комиссии, занимающиеся вопросами стандартизации в различных областях.

Например, подразделение ISO в области электротехники и электроники называется IEC (МЭК – международная экспертная комиссия). Каждая комиссия образует комитеты, подразделения по определенному направлению или кругу вопросов. Так подразделение IEC, регулирующие стандарты в управлении и автоматизации называется - TC65 (Technical commute– Industrial Management and Control). Б) Межправительственной организацией, которая вырабатывает рекомендации и соглашения, в том числе и в сфере управления и автоматизации является ITU-T (Международный союз электросвязи – сектор телекоммуникаций). Ранее эта организация называлась CCITT (МККТТ).В нее в качестве членов входят национальные комитеты всех стран, кроме США. В) Общепризнанной общественной организацией, занимающейся различными вопросами в области электроники и радиоэлектронике является IEEE (ИИЭР – институт по электронике и радиоэлектронике).

Он вырабатывает свои рекомендации, которые после становятся стандартами ANSI. Назначение, принципы построения и структура ГСП Для обеспечения совместимости элементов системы и расширения своего участия на рынке каждая фирма, выпускающая комплекс или отдельные компоненты оборудования обязана учитывать существующие в этой области стандарты. В СССР в качестве технической основы для создания АСУТП существовала и существует до сих пор Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП), представляющая собой набор рядов унифицированных приборов и устройств измерительной техники, автоматики, телемеханики с единой нормативной базой, включающей унификацию информационных сигналов, метрологических, надежностных, энергетических и других характеристик, необходимого математического обеспечения, конструктивного выполнения. Технические средства ГСП строятся по блочно – модульному принципу с использованием современной технологии изготовления. Устройства ГСП объединяются во взаимосвязанные комплексы технических средств, у каждого из которых свое специфическое назначение и свои области применения. Комплексы имеют метрологическую, информационную, конструктивную и эксплуатационную совместимость.

Все агрегатные комплексы технических средств, входящие в ГСП, разрабатывались с соблюдением ряда государственных общесоюзных стандартов, регламентирующих требования к общим техническим характеристикам (точности, быстродействию, надежности, климатическим условиям работы), нормирующих параметры входных и выходных сигналов, унифицирующих элементы конструкций и т. При создании ГСП цель состояла в том, чтобы создать ограниченную номенклатуру унифицированных устройств, необходимых для построения КТС различного назначения. В основу построения ГСП легли следующие принципы: – совместимость элементов; – типизация и минимизация функций; – минимизация номенклатуры устройств; – блочно-модульный принцип построения приборов; – агрегатный способ построения комплексов.

Реализация этих принципов происходила по следующей схеме:. Все приборы были разбиты по функциональному признаку на 4 группы: получение информации о процессе; прием, преобразование и передача по каналам связи; хранение и обработка; использование командной информации и формирование команд управления.

Технические Средства Информационных Технологий

Внутри каждой группы определены подгруппы с типичным набором функций. Например, подгруппа датчиков температуры, подгруппа датчиков давления, подгруппа двигателей постоянного тока, подгруппы асинхронных двигателей и т. Количество подгрупп не было зафиксировано и постоянно возрастало.

Основой минимизации номенклатуры являлся следующий процесс: сначала происходил отбор основных параметров устройства; затем на основе некоторого принципа устанавливалось число устройств для перекрытия всего диапазона; после этого создавался параметрический ряд устройств; определялось его расширение (модификации и исполнения). Для построения комплексов использовался агрегатный способ компоновки систем из компонент приборов, на базе стандартизации унификаций и совместимости элементов системы. Структура технических средств ГСП может быть представлена диаграммой для пяти групп изделий, расположенных на четырех уровнях (рис.7). Рис.7 Структура технических средств ГСП. На нижнем (первом) уровне находятся средства, выполняющие функции получения информации и воздействия на процесс; эти средства непосредственно взаимодействуют с объектом управления. Они обеспечивают информацией все вышерасположенные на схеме устройства и осуществляют передачу управляющих воздействий от любого из них на управляемый объект. Измерение параметров, не связанного со сложными инструментальными методиками, осуществляется с помощью датчиков, конструктивно – технические характеристики которых образуют параметрические ряды.

Для проведения измерений, требующих сложных инструментальных методик, применяются устройства, входящие в агрегатные комплексы. На втором уровне расположены средства для локального контроля и автоматизации, предназначенные для построения одноконтурных систем контроля и регулирования простых объектов или автономного контроля и регулирования отдельных параметров сложных объектов. Эти изделия, как правило, выпускаются в составе параметрических рядов и унифицированных комплексов (УК), создаваемых на основе базовой модели. На третьем уровне находятся устройства для централизованного контроля и регулирования, которые используются в составе систем, включающих управляющие вычислительные комплексы (УВК). Технические средства этой группы предназначены дня построения автоматизированных систем управления технологическими процессами на объектах, имеющих до нескольких сотен контролируемых и регулируемых параметров.

Они позволяют реализовать многосвязное и каскадное регулирование, косвенные измерения, многоступенчатые защиты и логические операции при автоматическом пуске и остановке объекта, перестройку алгоритма управления во время работы, реализацию элементарных математических операций. На верхнем (четвертом) уровне расположены вычислительные средства автоматизации управления, предназначенные для построения УВК, которые позволяют осуществлять обработку больших массивов информации (от тысяч контролируемых параметров), реализовать сложные алгоритмы управления объектом, в – том числе супервизорное и непосредственное цифровое управления, решение оптимизационных, планово – экономических и учетно-статистических задач. При конструировании устройств ГСП принят блочно – модульный принцип построения изделий, который заключается в том, что различные функционально более сложные устройства ГСП создаются из ограниченного числа более простых стандартизированных блоков и модулей.

Применение этого принципа при построении изделий ГСП делает приборы универсальными, позволяет использовать при их создании рациональный минимум конструктивных элементов (сокращается номенклатура деталей), обеспечивает взаимозаменяемость приборов в целом и отдельных их узлов. При этом также значительно упрощаются и удешевляются процессы ремонта приборов, которые в большинстве случаев сводятся к замене вышедших из строя типовых узлов и модулей. Реализация блочно – модульного принципа позволяет создавать новые средства измерения и регулирования из уже существующего отработанного набора узлов и блоков, что дает существенный экономический эффект и ускоряет сроки разработки и внедрения новых изделий, Номенклатура технических средств ГСП насчитывает в настоящее время свыше 2 тыс. Типов изделий, 30% которых составляют датчики различных физических величин и технологических параметров.

Технические Средства Защиты Персональных Данных

По мере наращивания сложности функций действующих систем управления и расширения области их применения, охватывающей новые производства, номенклатура технических средств ГСП – и в первую очередь датчиков – традиционно увеличивалась. Поэтому важнейшей целью совершенствования номенклатуры является ее рациональная минимизация.

Одним из основных методов сокращения числа изделий до целесообразного минимума является разработка параметрических рядов изделий на базе системы предпочтительных чисел. Параметрический ряд – совокупность изделий одинакового функционального назначения, имеющих одни и те же основные параметры, для которых изменение значений главного параметра при переходе от предыдущего числа ряда к последующему подчиняется определенным закономерностям. Первыми параметрическими рядами в ГСП по системе предпочтительных чисел явились ряды унифицированных пневматических и электрических датчиков. Методика построения параметрического ряда изделий ГСП включает отбор основных параметров приборов и устройств, подлежащих регламентации, выделение главного параметра из их числа и установление наиболее рационального размерного ряда приборов по главному параметру. При этом преимущественно применяются ряды, построенные на основе геометрической прогрессии, с числовыми значениями, соответствующими ГОСТ 8032 – 56 'Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел'.