1. Функции Систем Управления Процессами в РВ. Основные функции. Функции оперативного управления. 2. Исполнительные устройства разомкнутого типа дискретные и непрерывные.

Введение…………………………………………………………………………..
1. Функции систем управления процессами в РВ.
Основные функции. Функции оперативного управления……………………..
2. Исполнительные устройства разомкнутого типа
(дискретные и непрерывные)…………………………………………………….
2.1. Система разомкнутого дискретного привода с шаговым двигателем……
2.2. Непрерывные исполнительные устройства разомкнутого типа………..
Заключение………………………………………………………………………..
Литература………………………………………………………………………...

1. Функции Систем Управления Процессами в РВ. Основные функции. Функции оперативного управления.
2. Исполнительные устройства разомкнутого типа дискретные и непрерывные.

1. Управление задачами. Позволяет разработчикам приложений проектировать программные продукты в виде наборов отдельных программных фрагментов, каждый из которых может относиться к своей тематической области, выполнять отдельную функцию и иметь свой собственный квант времени, отведенный ему для работы. Каждый такой фрагмент называется задачей. Сервисы в рассматриваемой группе обладают способностью запускать задачи и присваивать им приоритеты. Основной сервис здесь – планировщик задач. Он осуществляет контроль за выполнением текущих задач, запускает новые в соответствующий период времени и следит за режимом их работы.
2. Динамическое распределение памяти. Многие ядра ОСРВ поддерживают эту группу сервисов. Она позволяет задачам заимствовать области оперативной памяти для временного использования в работе приложений. Часто эти области впоследствии переходят от задачи к задаче, и посредством этого осуществляется быстрая передача большого количества данных между ними. Некоторые очень малые по размеру ядра ОСРВ, которые предполагается использовать в аппаратных средах с строгим ограничением на объем используемой памяти, не поддерживают сервисы динамического распределения памяти.
3. Управление таймерами. Так как встроенные системы предъявляют жесткие требования к временным рамкам выполнения задач, в состав ядра ОСРВ включается группа сервисов, обеспечивающих управление таймерами для отслеживания лимита времени, в течение которого должна выполняться задача. Эти сервисы измеряют и задают различные промежутки времени, генерируют прерывания по истечении временных интервалов и создают разовые и циклические будильники.
4. Взаимодействие между задачами и синхронизация. Сервисы данной группы позволяют задачам обмениваться информацией и обеспечивают ее сохранность. Они так же дают возможность программным фрагментам согласовывать между собой свою работу для повышения эффективности. Если исключить эти сервисы из состава ядра ОСРВ, то задачи начнут обмениваться искаженной информацией и могут стать помехой для работы соседних задач.
5. Контроль устройства ввода/вывода. Сервисы этой группы обеспечивают работу единого программного интерфейса, взаимодействующего со всем множеством драйверов устройств, которые являются типичными для большинства встроенных систем.
В контексте производственного предприятия можно выделить следующие основные функции системы оперативного управления и контроля:
1. Видеограммы и панели управления. Видеограммы и панели управления (мнемосхемы – например, рис. 5 [8]) позволяют оператору осуществлять контроль за ходом технологического процесса (ТП), текущим состоянием технологического оборудования и работой систем автоматики, а также решать задачи дистанционного управления объектом и элементами автоматизированной системы управления (АСУ) ТП.
Рис. 5. Пример фрагмента экранной формы мнемосхемы в масштабе 50%
при настройке области экрана монитора 1024 на 768 точек
2. Система сигнализации. Система сигнализации используется для информирования оператора об отклонениях от запланированной работы объекта или об ошибках функционирования АСУ. Сигнализация отображается в последовательности сообщений оператору, на видеограммах и в отчетах (протоколах).
3. Вид точки. Вид точки – обобщенная информация о данном элементе оборудования (автоматизации), включающая текущие значения сигналов и состояние сигнализации.
4. Динамические функциональные схемы. Динамические функциональные схемы представляют алгоритмы управления и обработки информации, включая текущие значения их внутренних и внешних переменных. Вызов функциональной схемы из панели управления возможен одним щелчком мыши.
5. Графики. Графики отображают текущие или архивированные значения группы технологических параметров в виде переходных процессов.
6. Система отчетов (протоколов). Система отчетов используется для извлечения из архива и просмотра ранее сохраненной информации. Отчеты могут создаваться и выводиться вручную или по событию. Доступны различные виды отчетов, например:
• отчеты о состоянии дискретных или аналоговых сигналов;
• отчеты последовательности событий или действий оператора;
• отчеты об ошибках.
7. Система архивирования. Все события и действия оператора сохраняются системой архивирования в реальном времени в центральной базе данных в хронологическом порядке, включая метку времени, значение и код качества – сигнала, характеризующего достоверность его получения.
К вспомогательным функциям СРВ можно отнести:
1. Самодиагностика.
2. Реконфигурация.
3. Резервирование.
4. Рестарт.
5. Передача данных.
6. Контроль времени.
2. Исполнительные устройства
разомкнутого типа (дискретные и непрерывные)
Исполнительным устройством (ИУ) называется устройство в системе управления, непосредственно реализующее управляющее воздействие со стороны регулятора на объект управления путем механического перемещения регулирующего органа объекта.
ИУ могут классифицироваться по характеру движения. ИУ может быть непрерывным или дискретным. В ИУ непрерывного действия в установившемся режиме подвижные части находятся в состоянии непрерывного движения, в дискретном – в состоянии дискретного (шагового) движения.
Обобщенная структурная схема автоматизированного электромашинного ИУ (электропривода) представлена на рис. 6.
Рис. 6. Обобщенная структурная схема автоматизированного
электромашинного ИУ
Обязательным силовым блоком является электромеханический преобразователь энергии, состоящий из конструктивно объединенных или раздельных исполнительного двигателя ИД и механического передаточного устройства ПУ (например, редуктора, муфты).
Питание двигателя осуществляется в общем случае через силовой электрический преобразователь СП, который может представлять собой:
• транзисторный, тиристорный или магнитный усилитель мощности;
• полупроводниковый управляемый или неуправляемый выпрямитель или инвертор;
• полупроводниковый широтно-импульсный преобразователь;
• регулируемый или нерегулируемый силовой трансформатор;
• контактную коммутирующую аппаратуру – электромагнитные реле, пускатели, контакторы.
К несиловым блокам, обеспечивающим выполнение требуемых функций в зависимости от назначения и области применения исполнительного механизма, относятся устройство управления УУ и измерительно-преобразовательное устройство ИПУ.
В устройство управления в общем случае входят:
• блок автоматического управления БАУ, содержащий аналоговые или цифровые регуляторы;
• блок дистанционного управления коммутирующей аппаратурой БДУ;
• блок ручного механического управления БРУ регулирующим органом РО (дублер дистанционного);
• блок сигнализации БС.
Измерительно-преобразовательное устройство ИПУ может иметь в своем составе датчик тока двигателя ДТ, датчик скорости ДС и датчик текущего положения ДП исполнительного механизма. В состав ИПУ может также входить блок конечных положений БКП исполнительного механизма или регулирующего органа, состоящий из путевых и концевых выключателей, выдающих дискретный сигнал при достижении соответствующего конечного положения.
При разработке промышленных систем автоматизации и управления весьма широко применяются типовые конструкции, в частности типовые комплектные и унифицированные исполнительные устройства. Комплектным исполнительным механизмом (электроприводом) принято называть комплект взаимосвязанного оборудования, которое предназначено для исполнительных устройств с некоторыми определенными функциями, объединяется общей электрической схемой и поставляется полностью (или в большей части) комплектно. Комплектные ИМ, выпускаемые для металлообрабатывающих станков и установок с числовым программным управлением, обрабатывающих центров и промышленных роботов, имеют, как правило, в своем составе следующее типовое оборудование:
• транзисторный или тиристорный силовой преобразователь, обеспечивающий однозонное якорное или двухзонное с ослаблением магнитного поля управление двигателем постоянного тока или частотное управление трехфазным асинхронным двигателем;
• устройство согласования преобразователя с питающей сетью, например трансформатор;
• устройство управления преобразователем;
• систему автоматического регулирования основных параметров ИМ;
• отдельные блоки электрических измерений ,защиты и сигнализации;
• исполнительный двигатель постоянного тока (коллекторный или бесконтактный) или трехфазный асинхронный со встроенным или пристраиваемым датчиком скорости (тахогенератором электромашинного или фотоэлектрического типа), датчиком положения (вращающимся трансформатором, сельсином или фотоэлектрическим преобразователем) и, при необходимости, электромагнитным тормозом;
• механическое передаточное устройство (преобразователь движения вращательного или вращательно-поступательного типа, муфта ), в виде отдельной конструкции или в виде единой конструкции с двигателем (мотор-редуктор).
Электрооборудование первых пяти групп выполняется обычно в виде комплекта устройств управления (шкафов, блоков, пультов), объединенных общей электрической схемой и обеспечивающих необходимое взаимодействие всех элементов исполнительного механизма. Этот комплект является, как правило, обязательной составной частью комплектного ИМ, а его выход – выходом силового электрического преобразователя.
В исполнительных механизмах узкого назначения или малой мощности электродвигатель и передаточное устройство входят непосредственно в комплект поставки, в остальных случаях заказываются отдельно.
Унифицированные электромашинные исполнительные механизмы, применяемые для перемещения регулирующих органов типа заслонок, задвижек, кранов и т.д. в химической промышленности, на топливных и водно-канализационных трубопроводах, в вентиляционных системах и силовой контактной электрокоммутирующей аппаратуре имеют как правило в своем составе следующие блоки типовой структуры:
• комплект из однофазного или трехфазного асинхронного двигателя и передаточного устройства с вращательным или возвратно-поступательным выходным движением;
• силовой электрический блок в виде контактной или бесконтактной коммутирующей аппаратуры и, при необходимости, различных усилителей;
• устройство управления с блоками дистанционного и ручного управления, а также блоками сигнализации и защиты;
• измерительно-преобразовательное устройство с концевыми и путевыми выключателями и ,при необходимости, резистивными, индуктивными и токовыми схемами измерения текущего положения и скорости.
Такие ИМ работают в основном в режиме позиционирования с нерегулируемой или регулируемой в узком диапазоне скоростью.
2.1. Система разомкнутого дискретного привода с шаговым двигателем
Разомкнутые дискретные приводы с шаговыми двигателями (ШД) в настоящее время получили весьма широкое распространение благодаря двум свойствам: простоте конструкции и возможности фиксации конечных координат перемещений без датчиков обратной связи, т.е. работе в режиме слежения. На рис. 7 показана функциональная схема разомкнутого дискретного привода с четырехфазным ШД.
Управляющим устройством является преобразователь сигналов П, который преобразует заданную команду Uзу, поступающую от задающего устройства в цифровом или, в отдельных случаях, в аналоговом виде, в одноканальную последовательность импульсов, соответствующую целям и требованиям процесса регулирования. Полупроводниковый коммутатор К является силовым преобразователем дискретного привода и состоит из двух функциональных узлов: импульсного усилителя мощности УМ и распределителя импульсов РИ, управляющего работой УМ. Число каналов в усилителе мощности равно числу обмоток управления ШД (в рассматриваемом случае УМ1-УМ4).
Коммутатор шагового двигателя. Коммутатор служит для преобразования одноканальной последовательности командных импульсов Uвх к в многофазную систему напряжений (потенциальных сигналов) и усиления этих напряжений U1-U4 перед их подачей на обмотки управления ШД. Первую часть этой задачи решает распределитель импульсов РИ.
Распределители импульсов бывают:
• нереверсивные, обеспечивающие одно направление вращения;
• реверсивные, обеспечивающие оба направления вращения.
Рис. 7. Функциональная схема разомкнутого дискретного
привода с четырехфазным ШД
Реверсивные распределители при управлении однополярными импульсами имеют два входных канала: “Вперед” и “Назад”. В первый канал командные импульсы поступают при повороте ротора вперед, во второй канал – при повороте назад.
Логику работы нереверсивного распределителя импульсов проанализируем на примере четырехтактной однополярной схемы управления четырехфазным ШД. На рис. 8,а показана временная диаграмма одноканальных командных импульсов Uвх к, периоды их следования обозначены римскими цифрами I, II, III и т.д. При поступлении каждого командного импульса РИ изменяет напряжения управления U1-U4 на входах усилителей мощности УМ1-УМ4 таким образом, чтобы на обмотки управления ШД через УМ1-УМ4 поступали соответствующие силовые импульсы.
Рис. 8. Пример четырехтактной однополярной
схемы управления четырехфазным ШД
Распределители импульсов бывают аппаратные (исторически появились раньше) и программные. Аппаратные распределители обычно реализуются на базе дискретных полупроводниковых элементов или интегральных микросхем в виде сдвигающих регистров или счетчиков с дешифратором. На рис. 8,б показана схема распределителя импульсов, выполненного в виде сдвигающего регистра на двух JK-триггерах и позволяющего реализовать временную диаграмму импульсов, представленную на рис. 8,а.
Усилители мощности УМ, питающие обмотки управления ШД силовыми импульсами напряжения (тока), реализуются на транзисторах или запираемых тиристорах.
Преобразователь служит для реализации требуемого закона управления приводом. Примерами таких характерных режимов являются следующие:
1. Искусственное дробление (уменьшение) шага, достигаемое за счет ступенчатой модуляции тока в обмотках управления ШД в пределах основного шага.