Микропроцессорная техника систем автоматизации
жүктеу/скачать 4,68 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ВВЕДЕНИЕ
УДК 681.51(07)
ББК 32.965я7 ISBN 978-985-25-0152-1 © БГАТУ, 2022 СОДЕРЖАНИЕВведение 4 Микропроцессорная техника в системах управления 7 Архитектура программируемого контроллера общепромышленного применения 19 Сопряжение датчиков и исполнительных механизмов с контроллером 27 Основы операционных систем реального времени и систем программирования 43 Графические и текстовые языки программирования промышленных контроллеров международных стандартов 49 Язык структурированных текстов (ST). Структура программы. Стандартные библиотеки. Основные операторы. Типы данных 62 Настройка и программирование контроллеров в среде программирования TIA Portal 99 Отладка и тестирование программного обеспечения 111 Организация связи контроллеров с периферийными устройствами. Локальные и сетевые интерфейсы 117 Вычислительные сети. Понятие о сетях промышленной автоматизации. Помехозащищенность и надежность микропроцессорной техники 134 SCADA-системы. Интерфейсы связи. Протокол ОРС 150 Алгоритмизация задач управления. Особенности цифрового управления. Схема взаимодействия контроллера и объекта управления 185 Основные операции: ввод, переработка информации, вывод сигналов управления 198 Структура управления с цифровыми регуляторами на базе программируемых логических контроллеров; программная реализация регуляторов 205 Примеры использования микропроцессорной техники систем автоматизации 213 Список рекомендуемой литературы 222 ВВЕДЕНИЕIndustrie 4.0, или четвертая промышленная революция, идет се- годня, набирает обороты и заключается в развитии робототехни- ки, дальнейшей цифровизации экономики и автоматизации производства и сферы услуг, расширении применения техноло- гий, не требующих обязательного присутствия человека, и искус- ственного интеллекта. Осуществить этот переход возможно при наличии высококвалифицированных инженерных кадров и про- граммистов. Автоматизация в сельскохозяйственном производстве часто более сложная, чем в промышленности. Это связано с взаимодей- ствием с биологическими объектами, что вызывает необходи- мость одновременного контроля по нескольким параметрам, причем разным по своей физической величине, и требует повы- шения надежности системы. Производственные процессы распре- делены во времени и пространстве. Многие параметры зависят от случайных факторов. Основные требования, предъявляемые к со- временным системам управления – надежность, адаптивность (гибкость), возможность управления разнородными объектами и построения распределенных многоуровневых систем. Наиболее полно соответствуют перечисленным требованиям системы управления, выполненные на базе микропроцессорной техники. Инженеры агропромышленного комплекса должны быть готовы к использованию новых технологий и широкому внедрению авто- матизированных систем управления (АСУТП) на базе электроники и микропроцессорной техники. Чтобы обеспечить активное энергосбережение, необходимо не просто установить экономичные устройства, но и управлять ими, используя только необходимое количество энергии. Именно фактор управления имеет решающее значение для достижения максималь- ной эффективности. Особую роль приобретает интеллектуальное управление биотехническими системами сельскохозяйственного производства. Аккумулятором знаний о системе становится про- граммное обеспечение, так называемый SOFT, выступая главной интеллектуальной и финансовой составляющей любого современ- ного оборудования. Производство программного обеспечения, а не металлоконструкций позволяет снизить энергоемкость ВВП и ин- теллектуальную зависимость. Прародителем термина контроллер стало английское слово control – управление. Первые программируемые контроллеры поя- вились в конце 60-х гг. прошлого столетия и могли выполнять про- стейшие логические функции. Изобретение микропроцессора позволило расширить функции контроллера, сделать его массовым универсальным устройством, используемым для автоматизации технологических процессов во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Современный программируемый контрол- лер общепромышленного применения является специализирован- ным компьютером, предназначенным для построения систем управления технологическими процессами. Главное отличие кон- троллера от компьютера – развитый интерфейс ввода/вывода элек- трических сигналов и работа в режиме реального времени. Наличие развитого интерфейса ввода/вывода электрических сигналов делает достаточно простым подключение разнообразных датчиков и ис- полнительных механизмов к контроллеру. А работа в режиме ре- ального времени обеспечивает принятие управленческих решений в соответствии с динамикой объекта управления. Применение промышленных контроллеров распространяется практически на все сферы человеческой жизнедеятельности: ав- томатизация технологических процессов, станки ЧПУ, системы жизнеобеспечения зданий, системы противоаварийной защиты и сигнализации, сбор и архивирование данных, управление дорож- ным движением, управление космическими кораблями, системы охраны, автоматизация проведения испытаний продукции, меди- цинское оборудование, системы связи, управление роботами и др. Контроллеры используются не только как автономные средства локального управления технологическими установками, но и бла- годаря наличию сетевых интерфейсов являются основой интегри- рованных систем компьютеризированного управления целыми предприятиями. Для разработки, внедрения и эксплуатации современных микро- процессорных средств автоматики нужны квалифицированные специалисты, обладающие умением изучения разнообразного тех- нологического оборудования, знаниями в области схемотехники и программирования. При этом именно управляющая технологиче- ская программа содержит накопленные знания о построении эф- фективного управления конкретным технологическим объектом. Для разработки прикладного программного обеспечения исполь- зуются аппаратно-ориентированные и универсальные системы проектирования. Стандарт МЭК 61131-3 предлагает пять языков программирования, как графические, так и текстовые. Целью данного учебного пособия является формирование базовых знаний в области проектирования и использования для автоматиза- ции технологических процессов современных компьютеризирован- ных контроллеров. жүктеу/скачать 4,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|