Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
1 -14 дн- 33 Стоимость на 10 дней- 4 , на 1 дней- 8800, на 1 день-48500 1-местный номер 04.10-14 дн- 47 14.10-14 дн- 47 1.10-14 дн- 47 7.10-14 дн- 47 ...полностью>>
'Документ'
За последние два десятилетия череда войн и политической нестабильности привели к тому, что на территории Ирака сложилась крайне острая экологическая с...полностью>>
'Документ'
Всякий, кто достаточно занимался историей философии или эстетики, должен признать, что в процессе своего исследования он часто встречался с такими тер...полностью>>
'Рабочая программа'
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по профессии начального профессион...полностью>>

Главная > Учебно-практическое пособие

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

(образован в 1953 году)

Кафедра систем управления

Дистанционное Сист.уп.–220301 зчн.плн.

Обучение Сист.уп.– 220301зчн.скр.

Сист.уп.– 220301зчн.плн.

Сист.уп.– 220301зчн.скр.

В.В. Маклаков, В.Е. Жужжалов,

Т.В. Ефимова, А.Ф. Суворкина,

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ

Учебно-практическое пособие

для студентов специальностей 220301, 230102

Москва – 2007

УДК 664.012 – 52 (076.1)

 В.В. Маклаков, В.Е. Жужжалов, Т.В. Ефимова, А.Ф. Суворкина. Управление техническими системами. Учебно-практическое пособие. – М., МГУТУ, 2007

В учебно-практическом пособии в кратком и систематическом виде изложено содержание курса. Особое внимание уделено вопросам исследования технологических процессов как объектов управления. Изложение учебного материала сопровождается контрольными вопросами и тестами.

Пособие предназначено для студентов специальности 220301, 230102

Авторы: В.В. Маклаков, В.Е. Жужжалов, Т.В. Ефимова, А.Ф. Суворкина

Рецензенты: Титов Е.И., Потапов А.С.

Редактор: Свешникова Н.И.

 Московский государственный университет технологий и управления, 2007

109004, Москва, Земляной вал, 73

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение…………………………………………………………………...

5

ТЕМА 1. Промышленное производство пищевых продуктов и задачи

управления..…………………………………………………….

6

1.1. Характеристика технологических процессов как объектов

контроля и управления……………………………………………...

6

1.2. Целесообразность разработки систем автоматического

управления…………………………………………………………..

7

1.3. Экономическое обоснование разработки и внедрения систем

автоматического управления……………………………………….

8

Контрольные вопросы и задания по теме……………………………..

8

Тест 1………………………………………………………………………

9

ТЕМА 2. Общие принципы построения систем автоматического

управления……………………………………………………..

10

2.1. Общая характеристика систем управления…………………….….

10

2.2. Функциональная, конструктивная и алгоритмическая

структура систем автоматического управления…………………..

12

Контрольные вопросы по теме…………………………………………..

15

Тест 2………………………………………………………………………

15

ТЕМА 3. Классификация систем автоматического управления

технологическими процессами пищевых производств...……

16

3.1. Классификация систем управления по информационным

функциям………………………………………………………..…..

16

3.2. Классификация систем управления в зависимости от характера

изменения задающего воздействия………………………………...

17

3.3. Классификация систем управления в зависимости от

конфигурации цепи управляющего воздействия………………….

18

3.4. Классификация систем управления по принципу выработки

управляющего воздействия……………………………………..….

19

3.5. Классификация систем управления по виду дифференциальных

уравнений, которыми описывается система………………………

19

3.6. Классификация систем управления по характеру сигналов,

используемых в системе……………………………………………

20

3.7. Классификация систем управления по иерархическому признаку

20

3.8. Классификация систем управления по числу контуров

управления………………………………………………………….

21

Контрольные вопросы и задания по теме………………………………

22

Тест 3……………………………………………………………………..

22

ТЕМА 4. Первичная обработка информации о технологическом

процессе………………………………………………………..

23

4.1. Задачи первичной обработки информации….…………………….

23

4.2. Оценка измерений с помощью первичных преобразователей…..

24

4.3. Основные сведения о первичных измерительных

преобразователях……………………………………………………

25

Контрольные вопросы по теме………………………………………….

26

Тест 4………………………………………………………………………

26

ТЕМА 5. Технологические процессы как объекты управления…….....

27

5.1. Постановка задачи управления. Выбор критериев оптимизации..

27

5.2. Выбор существующих факторов…………………………………..

29

5.3. Выбор математической модели объекта управления…………….

30

Контрольные вопросы по теме………………………………………….

32

Тест 5………………………………………………………………………

33

ТЕМА 6. Синтез систем автоматического управления………………...

34

6.1. Математическое описание систем автоматического управления..

34

6.2. Общая характеристика задач оптимального управления…………

35

Контрольные вопросы и задания по теме……………………………….

36

Тест 6……………………………………………………………………

37

ТЕМА 7. Микропроцессорные системы автоматического управления.

38

7.1. Общие сведения о микропроцессорных системах………………..

38

7.2. Структура микропроцессорных систем управления……………...

39

Контрольные вопросы и задания по теме………………..…………….

40

Тест 7……………………………………………………………………

40

Ответы к тестам…………………………………………………………

41

Итоговый тест……...……………………………………………………

41

Список литературы …………………...………………………………..

43

ВВЕДЕНИЕ

Современное развитие отраслей пищевой промышленности направлено на внедрение прогрессивных технологий и гибких производств с автоматизацией управления на базе использования быстродействующих программируемых технических средств повышенной надежности.

Создание высокоэффективных промышленных комплексов, обеспечивающих интенсификацию технологических процессов, базируется на разработке и внедрении методов исследования и построения автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Автоматика – отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления, действующих без непосредственного участия человека.

В узком смысле понятие «автоматика» можно определить как совокупность методов и технических средств, исключающих непосредственное участие человека в выполнении операций конкретного процесса.

Внедрение автоматики в производственный процесс называется автоматизацией, т.е. это этап машинного производства, в котором функции управления выполняются автоматическими устройствами.

Научные основы методов автоматизации можно разбить на три группы:

1. Методы изучения объектов управления – их закономерностей, статических и динамических характеристик, устойчивости, зависимости поведения от воздействия внешних и внутренних возмущающих факторов.

2. Определение экономической целесообразности разработки и внедрения системы автоматизации, выбор цели и методов управления, определение критериев управления.

Критерий управления – соотношение, характеризующее качество работы технологического объекта управления в целом и принимающее числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий.

Цели управления состоят в достижении максимальной производительности процесса, стабилизации высокого качества выпускаемой продукции, наибольшего коэффициента использования энергии, сырья и оборудования, максимального объема реализации продукции и снижения затрат на единицу продукции.

3. Определение информационных и управляющих функций, выбор функциональной, технической и конструктивной структуры.

ТЕМА 1. Промышленное производство пищевых продуктов и задачи управления

1.1. Характеристика технологических процессов

как объектов контроля и управления

Оборудование, применяемое в пищевой промышленности, по характеру воздействия на обрабатываемый продукт подразделяется на две основные группы - машины и аппараты. Машины и механизмы служат для производства работ. Их характерная особенность – наличие движущегося рабочего органа. К аппаратам относится оборудование, в котором воздействие на продукт изменяет его физические и химические свойства.

Те отрасли пищевой промышленности, в технологических линиях которых преимущественно используются аппараты, можно отнести к аппаратному производству. Производство может рассматриваться как основное подразделение пищевого предприятия и, как правило, представляет собой законченный технологический процесс получения одного или нескольких пищевых продуктов предприятия или полупродукта, который может использоваться другими производствами, как, например, солодовенное или дрожжевое производства.

Характерными особенностями отраслей пищевой промышленности являются многостадийность, сложность химико-технологических процессов и трудность контроля качественных показателей промежуточных и готовых продуктов.

Под объектом контроля и управления понимается комплекс сложных и простых статических и динамических систем и элементов, характеристики которых формируются, контролируются и настраиваются по определенным алгоритмам.

Технологический объект управления (ТОУ) определяется как совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим инструкциям и регламентам технологического процесса.

Сложность процесса контроля и управления определяется сложностью объекта.

Описание объекта осуществляется построением его математической модели, которая может быть описана системой уравнений, определяющих зависимость выходных параметров объекта от внешних и внутренних воздействий при его функционировании. На основе анализа модели формулируются задачи контроля и управления, синтезируется система управления, определяется степень автоматизации и ее эффективность.

Характеристика процесса управления определяется следующими критериями:

  • время, необходимое для выполнения процесса в целом и его составляющих;

  • точность работы различных систем;

  • объем, стоимость, потребляемая энергия и др.;

  • вероятности безотказной работы системы управления.

1.2. Предпосылки разработки систем автоматического управления

Высокие темпы развития отраслей пищевой промышленности требуют совершенствования методов контроля и управления технологическими процессами на базе внедрения современных средств автоматизации, позволяющих оптимизировать технологические процессы.

Объектами управления являются технологические процессы, которые относятся к неподвижным (стационарным) объектам и условно могут быть подразделены на следующие виды:

а) непрерывные технологические процессы, характеризующиеся непрерывной подачей сырья и выгрузкой готового продукта, для которых свойственны длительные периоды работы объекта в статическом режиме. Такие объекты управления в максимальной степени отвечают требованиям, предъявляемым автоматизацией к технологии;

б) непрерывно-циклические технологические процессы, в которых на разных стадиях процесса и в разных аппаратах используются непрерывные и циклические (периодические) режимы работы;

в) циклические процессы, характеризующиеся периодическим режимом работы объекта и определенной последовательностью выполнения операций. Примером такого объекта управления может служить технологический процесс свеклоперерабатывающего цеха сахарного завода или подработочное отделение пивоваренного завода.

Технологический процесс с точки зрения разработки систем управления является элементарным производственным подразделением предприятия и может представлять собой участок технологической линии, отделение или цех.

Важнейшей предпосылкой автоматизации является совершенство и отработанность технологии производства и аппаратурного оформления.

К технологическому процессу при его автоматизации предъявляются следующие требования: неразрывность технологической линии и целесообразное расположение оборудования в соответствии с направлением материальных и энергетических потоков в пределах автоматизируемых производственных участков. Желательна непрерывность технологического процесса и компактность используемого оборудования. Оборудование должно обладать высокими надежностными характеристиками в эксплуатации и незначительным запаздыванием и инерционностью.

1.3. Экономическое обоснование разработки и внедрения

систем автоматического управления

Внедрение систем автоматического управления способствует повышению экономической эффективности производства, улучшению контроля качества продукта, повышению уровня санитарной обработки оборудования, повышению производительности оборудования, снижению затрат сырья и энергии. При разработке системы автоматического управления необходимо учитывать тот факт, что с увеличением ее сложности резко возрастают затраты на разработку, внедрение и эксплуатацию.

Поэтому до разработки системы управления необходимо проведение экономического анализа для решения вопроса о целесообразности ее внедрения с точки зрения повышения экономической эффективности производства.

Предварительный экономический анализ, связанный с вводом в эксплуатацию новых систем управления, может быть выполнен с помощью карты критических соотношений, которая представляет собой график зависимости расходов предприятия при внедрении системы автоматизации от объема производства.

График строится в обычных декартовых координатах. Ось абсцисс соответствует объему производства в единицах продукции за какой-то определенный промежуток времени или может быть выражена в процентах производственной мощности предприятия. На оси ординат откладываются расходы и доходы предприятия в денежных единицах. Учитывая тот факт, что карта критических соотношений составляется для какого-то ограниченного промежутка времени, можно принять, что объем оборотных средств остается постоянным и не меняется как функция от возрастающего объема производства или возрастающего использования производственных мощностей. Расходы на разработку и внедрение системы автоматизации условно представляют собой линейную функцию, возрастающую с увеличением объема производства.

Точка критического соотношения (ТКС) на графике характеризуется отсутствием прибыли и убытков предприятия, другими словами, она соответствует окупаемости затрат на автоматизацию, что позволяет наглядно судить о целесообразности и уровне разработок и ввода в эксплуатацию автоматических систем управления.

Контрольные вопросы и задания по теме

  1. В чем отличие машин от аппаратов?

  2. Назовите характерные особенности отраслей пищевой промышленности.

  3. Что такое ТОУ?

  4. Какие критерии характеризуют процесс управления?

  5. Какие виды технологических процессов Вы знаете?

  6. Какие требования предъявляются к технологическому процессу?

  7. Что представляет собой карта критических соотношений?



Похожие документы:

  1. Название Безопасность производства и промышленная экология

    Документ
    ... учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки и специальности "Химия"] / И. В. Боровлев - Москва ... охраны водных ресурсов России: учебно-методическое пособие для проведения практических занятий / Н. С. ...
  2. Название Экономической теории

    Документ
    ... [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов технических специальностей вузов / Е. М. Кудрявцев - Москва: ДМК ПРЕСС, ... налоговыми органами [Электронный ресурс]: практическое пособие / М. А. Невская, К. В. Сибикеев - Москва: Дашков и К, 2009 1. ...
  3. Метрология, стандартизация и сертификация

    Документ
    ... студентам специальностей 260602 (1706), и лишь частично должна осваиваться студентами специальностей 140402, 220301 и 230102 (0702,2102 и 2202). Для ...

Другие похожие документы..