Автоматические системы управления в энергетике (стр. 1 из 6)

1. Основы построения АСУ ТП электростанций

АСУ называется человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и переработку информации, необходимой для оптимального управления в различных сферах человеческой деятельности.

Из этого определения следуют характерные признаки АСУ:

- в состав АСУ входит ЭВМ;

- в состав АСУ входят люди в качестве диспетчеров и операторов, которые осуществляют контроль и управление соответствующим объектом;

- переработка информации осуществляется на ЭВМ;

- как правило сбор информации для её переработки на ЭВМ осуществляется с помощью тех. устройств без участия человека;

- в результате переработки информации на ЭВМ должно формироваться оптимальное управление.

Система – это множество элементов, каждый из которых прямо или косвенно связан с каждым другим элементом а 2 любых подмножества этого множества не могут быть независимыми.

Любая система функционирует в некоторой окружающей (внешней) среде. Любая среда воздействует на систему и направлена на уничтожение системы. Любая система имеет защитные механизмы (необходимые для её существования). Защитные механизмы называются регуляторами.

В естественных системах (чел.) регуляторы присутствуют всегда. Для искусственных систем надо разрабатывать регуляторы.

Автоматизированная подразумевает участие человека (не путать с автоматической).

Управление – это:

1) навязывание обусловленного поведения;

2) целенаправленное воздействие одной системы на вторую с целью установить желаемое состояние системы, на которую воздействуют.

Состояние системы – это совокупность существенных, наиболее важных для системы характеристик, которыми она обладает в данный момент времени.Состояние характеризуется численными характеристиками. Их набор называется переменными состояния системы и обозначается

.

.

В теории управления система на которою воздействуют называется объектом управления (ОУ). Система которая формирует управление – управляющая система (устройство управления).

Совокупность ОУ и УС называется системой управления (СУ). УС + ОУ = СУ.

Оптимальное управление – это такое управление при котором обеспечивается max или min некоторого показателя качества (F) режима работы ОУ.

АСУ относятся, как правило, к большим системам (системы с большим кол-вом элементов, ОУ). В АСУ имеются как автоматизированное так автоматическое управление.

Классификация АСУ:

Всё множество АСУ можно разделить на 2 большие группы:

1) автом. системы управления производством (предприятием) АСУ П.

2) АСУ ТП (технологическим процессом).

АСУ П осн. х-ки, призанки:

1) Объектом управления есть организованные совокупности людей, возможно оснащённых техникой. Управление армией,…

2) Сбор информации в таких системах осуществляется в основномлюдьми с помщью какой-то техники;

3) реализация управляющих воздействий осуществляется также людьми.

АСУ ТП (характерные особенности):

1) объектом управления есть некоторый технологический процесс или некоторое технологическое оборудование;

2) сбор информации осуществляется тех. устройствами автоматически;

3) реализация управлений может осуществляться через человека так и автоматически.

АСУ в энергосистемах имеют название АС диспетчерского управления (АСДУ).

Составные части АСУ ТП.

1) Функциональна часть АСУ ТП.

Представляет совокупность всех функций, которые выполняет данная система. Эти функции ещё называют законами АСУ и они включают в себя перечень всех функций управления, формулировку каждой функции, цель, мат. аппарат и алгоритм каждой функции.

2) Техническая (комплекс технических средств АСУ ТП).

Это совокупность всех компьютерных средств, всех устройств, обеспечивающих сбор информации, измерение, передачу информации и реализацию управляющих сигналов.

3) Программная (математическая – в л-ре может встретится).

Это совокупность системных и функциональных программ (р-щие функции АСУ).

4) Информационная.

Совокупность всей информации, циркулирующей в системе, и программ, обеспечивающих хранение, обновление и коррекцию информации, а также доступ к ней.

Тема 2. Функциональная часть АСУ ТП. Общая характеристика

Измерение всех режимных переменных состояния. Преобраз. – преобр. измеренных сигналов в форму, удобную для обработки на компьютере (цифровую и кодированную).

ВС – вычислительная система (не 1 комп.). В результате обработки данных получают:

1) совокупность обработанной, измеренной информации (без помех, ошибок);

2) управляющие сигналы;

3) расчётные режимные величины.

Обработка данных ведётся по заранее разработанным алгоритмам и программам.

4) хранение с обновлением, коррекцией, удалением устаревшей информации.

I – 1-ый автоматический контур АСУ (без людей). Есть АСУ только с первым контуром.

II – автоматизированное управление.

Тема 3. Техническая часть АСУ ТП

Датчики – технические устройства, которые обеспечивают измерение информации (но это не измерительные приборы (стрелочные амперметры, вольтметры и т.д.)).

УВИ – устройства ввода информации (преобразование в код для ЭВМ);

УВК – управляющий вычислительный комплекс (комплекс компьютерной техники);

АРМО – автоматизированное рабочее место оператора. Есть АРМО турбин, АРМО СГ;

УВУС – устройства вывода управляющих сигналов (з кода компьютера в аналоговый сигналы).

ИОто – исполнительные органы технологических объектов (эл. маг. выключателя, например);

САУ – системы автоматического управления. Если установлены на отдельных, конкретных технологических объектах то локальные САУ (ЛСАУ) (регулирование возб. СГ).

Датчики – это устройства, обеспечивающие измерение режимных параметров и преобразование этих измерений в эл. сигнал тока или напряжения, пропорциональный измеряемой величине (ИТТ, ИТН). Датчики делятся на 2 группы: - аналоговые; - дискретные.

Аналоговые – датчики, на выходе которых есть непрерывный во времени сигнал (аналоговый сигнал).

Дискретные – датчики на выходе которых имеется дискретный по уровню или во времени сигнал. Дискретный по уровню сигнал – это сигнал в котором текущее значение непрерывного во времени сигнала заменяется конечным числом уровней этого сигнала. От 0 до

непрерывный сигнал заменяется на . На участке непрерывный сигнал заменяется уровнем . → ; → ; → и т.д.

Обычно эти уровни на одинаковом расстоянии

. Принцип измерения: пока сигнал не изменится на датчик фиксирует предыдущее значение уровня. Величина зависит от конструкции датчика (схемы датчика). определяет точность измерений. также зависит от погрешности измерения. Разновидность: бинарный датчик (на его выходе сигнал двух уровней).

Датчик типа "да", "нет". Определяет состояние коммутационной аппаратуры. В качестве бинарного датчика используются контакты различных контрольных реле.

Дискретный во времени – датчик, который текущее значение измеряемой величины заменяет конечным числом мгновенных значений, фиксирующих измерения через равны промежутки времени.

. Есть ещё подвид дискретного во времени датчика, который широко применяется в АСУ эл. эн. Это число-ипульсные датчики. Они на выходе генерируют различные количества импульсных сигналов в зависимости от измеряемой величины.

Измерением является кол-во импульсов N за промежуток времени

. N в пересчёте даёт значение измеряемой величины. Таким датчиком снабжаются все счётчики эл. эн., которые используются в АСУ. Для таких датчиков установлен весовой коэффициент (цена импульса). По ним пересчёт. Например, .

Устройства ввода информации (УВвИ).

Они обеспечивают съём сигналов датчиков, передачу этих сигналов на расстояние и преобразование в машинные коды ЭВМ.

Обычно к первому УВвИ подключается 8 – 32 датчиков. Канал связи с ЭВМ может быть в виде двухпроводной линии либо многопроводной (многоразовой) линии. В первом случае сигналы измерения датчиков предаются последовательно (сначала с

, затем с ,…). Измеренная величина каждого датчика в виде машинного кода также передаётся последовательно во времени побитно. машинные коды измерений формируемые УВвИ имеют 8 – 32 разряда .