Проектирование шкафа управления оборудованием автоматической обвязки для линии упаковки фанерных листов, г. Архангельск
В мае 2021 года компанией РИТМ было выполнено проектирование шкафа управления оборудованием автоматической обвязки для линии упаковки фанерных листов, г. Архангельск. Проектирование системы управления линией обвязки. Применение контроллера SIEMENS Simatic S7-1500, с соблюдением стандартов промышленной безопасности. Управление электрическими, пневматическими и гидравлическими приводами линии. Заказчик — ООО «Голдпак Рус».
Проектирование шкафа управления оборудованием автоматической обвязки для линии упаковки фанерных листов, г. Архангельск |
|
Устройства обработки данных предназначены для приема, редактирования, переработки информации и выдачи результатов пользователю в удобной для него форме.
В отличие от преобразователей устройства обработки данных могут производить сложные преобразования информации, сопровождающиеся изменением ее количественных и качественных характеристик, форм представления, извлечением закономерностей, содержащихся в информации, но недоступных для человека, не вооруженного вычислительной техникой.
Устройства обработки данных с точки зрения их мощности и применения могут быть разделены на пять основных групп:
- клавишные вычислительные машины, используемые для выполнения простых расчетов, контроля работы оборудования, подготовки оперативных решений;
- счетно-перфорационные вычислительные машины, предназначенные для выполнения расчетов, включающих простые арифметические действия и не требующих высокого быстродействия;
- электронные вычислительные машины, используемые для выполнения вычислений произвольной сложности над информацией, представленной в дискретной форме, с выдачей результатов в форме, удобной для пользователя (таблицы, графики, чертежи, текстовой материал и т. д.); для обеспечения работы в диалоговом режиме, режиме разделения времени, режиме реального времени и т. д; •
- аналоговые вычислительные машины, применяемые для выполнения вычислений над информацией, представленной в аналоговой форме;
- гибридные вычислительные машины, используемые для вычислений над информацией, представленной как в аналоговой, так и в дискретной форме, и для получения результата как в аналоговой, так и в дискретной форме.
Устройства обработки данных всех типов могут применяться в АСУ ТП. Последние три класса устройств обработки технологической информации содержат характерный для АСУ ТП элемент — устройства связи с автоматизируемым объектом (УСО).
Устройство связи с объектом
Устройство связи с объектом — это аппаратура, обеспечивающая два потока информации — от объекта к вычислителю и от вычислителя к объекту.
В СССР накоплен значительный опыт разработки и внедрения АСУ ТП, содержащих промышленные и исследовательские УСО.
Анализ требований к УСО, работающих в автоматизированных системах управления, позволяет сделать вывод, что имеются структурные и функциональные характеристики УСО, по которым рационально проводить их классификацию, определяющую классификацию самих устройств обработки данных, участвующих в технологических процессах.
К числу типовых интегральных характеристик относятся: область применения, способ управления, характер агрегатирования, разновидности подсистем, необходимость управления рассредоточенными технологическими объектами, возможность дублирования основного измерительного тракта вызывной системой контроля.
Минприбор СССР разработал отраслевой стандарт, определяющий логические условия функционирования интерфейса между УСО и ЭВМ и распространяющийся на функциональные блоки систем АСПИ, АССТ, КТС ЛИУС, АСКД, АСЭТ. Он устанавливает алгоритм и номенклатуру сигналов при асинхронном обмене дискретными данными между функциональными блоками параллельным и последовательным кодом.
Технические характеристики и область применения
Счетно-клавишные машины (СКМ) широко применяют для механизации небольших по объему вычислительных работ. Ввод исходной информации и управление их работой — ручные, с помощью клавиатуры.
Промышленность выпускает суммирующие, вычислительные, бухгалтерские и фактурные счетно-клавишные машины. Номенклатура выпускаемых машин быстро изменяется.
Суммирующие СКМ предназначены для суммирования, вычитания, сальдирования.
Электронные клавишные вычислительные машины выполняют, наряду с обычными арифметическими действиями, простейшие программы (запоминание операндов, результатов промежуточного счета, последовательное выполнение нескольких арифметических действий и т. д.).
Бухгалтерские машины предназначены для составления многографных документов с суммируемыми и сальдируемыми показателями, они имеют как текстовую, так и цифровую клавиатуру.
Фактурные машины предназначены для составления документов типа счетов-фактур, содержащих алфавитно-цифровую информацию, помимо арифметических действий, определяют проценты, итоги.
Электронные вычислительные машины (ЭВМ). Большинство ранее создававшихся АСУ ТП выполнялись на базе агрегатированных средств вычислительной техники (АСВТ-М): УВК М-6000, М-70000, М-400, М-4030. В настоящее время используются УВК СМ ЭВМ (модификации СМ1 — СМ4), микро-ЭВМ. УВК М-6000 обеспечивает прием сигналов с термоэлектрических термометров типа ПП1, ХА, ХК; термометров сопротивления типов ТСМ, ТСП; потенциометрических датчиков, датчиков с унифицированным выходом. Система АСВТ-М представляет собой набор аппаратных и программных модулей, из которых можно компоновать информационные и вычислительные комплексы различной производительности, конфигураций входов и выходов.
Основная область применения — системы реального времени (сбор и первичная переработка информации, централизованный контроль, цифровое управление в АСУ ТП). При этом обеспечивается сопряжение с ЕС ЭВМ, КТС ЛИУС, АСПИ, АСКР, АССТ, выход на стандартные телефонные и телеграфные каналы связи.
В состав УВК входят агрегатные модули связи с объектом.
Управляющий вычислительный комплекс (УВК) М-400 используется в автономных системах контроля и управления на уровне технологических процессов в экспериментальных установках, интегрированных системах управления с использованием низовых локальных систем (М-40, М-60), допускает стыковку с М-6000, М-4030.
Выправляющие вычислительные комплексы СМ ЭВМ предназначены: для использования на нижнем уровне в сложных Иерархических системах, для компоновки Простых одноуровневых АСУ ТП, для применения в качестве устройства управления в серийно выпускаемых приборах.
Комплексы СМ ЭВМ компонуются по спецификации заказчика из агрегатных модулей с использованием У СО номенклатуры системы АСВТ-М.
В процессорах СМ-1П, СМ-2П, СМ-ЗП, СМ-4П наряду с использованием новых структурных и архитектурных решений сохранена полная преемственность по программному обеспечению и интерфейсу ввода-вывода с М-6000 (М-7000).
Технические характеристики управляющих вычислительных комплексов СМ ЭВМ и классы моделей второй очереди СМ ЭВМ с указанием их возможностей. На основе СМ ЭВМ (модификация СМ-2, СМ-3, СМ-4) можно компоновать мультипроцессорные вычислительные системы с общим полем памяти.
По техническим параметрам и структурным возможностям СМ ЭВМ (модификация СМ-1, СМ-2, СМ-3, СМ-4) полностью заменяют АСВТ-М (модификация М-6000, М-7000, М-400 соответственно).
КТС ЛИУС обеспечивает ввод сигналов с термоэлектрических термометров, термометров сопротивления, дифференциально трансформаторных датчиков и ферродинамических преобразователей, пневматических и непрерывных частотных сигналов 4 — 8 кГц.
Выходные сигналы обеспечивают импульсное двух- и трехпозиционное непрерывное регулирование, могут подаваться на вход изделий ГСП.
КТС ЛИУС используется в иерархических системах управления в качестве низового устройства, выход которого подключается с помощью стандартного интерфейса к М-6000, М-7000, М-400, СМ ЭВМ.
Система телеобработки «ЭКРАН-М» предназначалась для организации взаимодействия большого числа удаленных абонентов с М-4030 с использованием телефонных и телеграфных каналов сети общего назначения.
«Электроника К-200» — универсальная управляющая машина среднего класса, предназначенная для работы в режиме разделения времени в системах управления технологическим процессом, а также в качестве основы для построения автоматизированных научно-исследовательских и контрольноиспытательных комплексов.
Аналоговые вычислительные устройства (АВУ). Устройства данного класса предназначены для обработки непрерывной информации. В настоящее время промышленностью СССР выпускаются следующие ЭВМ этого класса: МН-10М; МН-11; МН-14-1; МН-14-2; МН-17.
Аналоговая вычислительная машина МН-10М выполняет интегрирование обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений, исследование реальных динамических систем методом математического моделирования.
Аналоговая вычислительная машина МН-11 выполняет автоматизированное отыскание решения, удовлетворяющего заранее заданным критериям.
Аналоговая вычислительная машина МН-14 (МН-14 —1, МН-14 —2) выполняет моделирование сложных динамических систем нелинейных дифференциальных уравнений с большим числом нелинейностей.
Аналоговая вычислительная машина МН-17 выполняет моделирование сложных динамических систем нелинейных дифференциальных уравнений со сложной правой частью.
Гибридные вычислительные и управляющие машины. Гибридная вычислительная система ГВС-100 относится к классу сбалансированных гибридных вычислительных систем средней мощности и предназначена для моделирования в натуральном и ускоренном масштабе времени сложных динамических систем с реальной аппаратурой.
Состав ГВС-100:
а) цифровая часть — центральный процессор, периферийные устройства, внешние ЗУ на магнитных дисках, длина слова 32 двоичных разряда, объем оперативной памяти 8 — 64 К слов;
б) аналоговая часть — 1 — 7 стоек аналоговых устройств, пульт общего управления, аналоговые периферийные устройства; стойка аналоговой части содержит 20 интеграторов, 20 сумматоров, 10 множительных устройств, 2 логических функциональных преобразователей, 6 тригонометрических функциональных преобразователей, 8 универсальных функциональных преобразователей;
в) аналоговые периферийные устройства — восьмишлейфовый осциллограф, электроннолучевой индикатор, двухкоординатный построитель;
г) устройство сопряжения — блок сопряжения цифровой ЭВМ с АВМ, аналого-цифровой и цифро-аналоговый блоки преобразования.
Устройства связи с объектом. Современные системы управления промышленными объектами относятся к классу сложных больших систем, на которые со стороны пользователя (объекта) накладывается ряд требований, основными из которых являются качественные, количественные и временные параметры объекта. Таким образом, элементами системы управления, удовлетворяющими этим требованиям, являются соответствующие У СО.
Развитие УСО позволяет осуществить интегрированную обработку как автономно, так и в составе системы управления. Это расширяет диапазон применимости средств УСО и обеспечивает увеличение протяженности магистралей интерфейса, повышение его надежности; углубление принципа децентрализации; развитие метрологического обеспечения средств УСО; искр безопасность по каналам аналогового и дискретного ввода; разработку УСО с управлением на основе микропроцессоров; развитие специального программного обеспечения УСО.
Методика выбора устройства обработки технологической информации. Качество работы вычислительной установки может быть определено следующими основными обобщенными показателями: средним временем решения задач; достоверностью выдаваемых данных; вероятностью решения задач в установленное время без отказов в работе ЭВМ.
Для выбора моделей и числа ЭВМ используют следующие исходные данные:
характеристики решаемых задач (объемы входных и выходных данных, коэффициенты сложности обработки входных данных);
требования ко времени решения и надежности работы ЭВМ;
-перечень серийно выпускаемых моделей ЭВМ, которые могут быть использованы;
технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ.
В данной методике предусматривается выбор ЭВМ на основе выполнения расчетов по следующим шести этапам:
- Подготовка исходных данных для выбора числа ЭВМ;
- Подготовка исходных данных для выбора устройств связи с объектом;
- Определение необходимого числа ЭВМ;
- Выбор устройств связи с объектом;
- Проверка требований надежности;
- Проверка эффективности ЭВМ
Проверка удовлетворения требований эффективности ЭВМ. Экономическая эффективность выбранного варианта ЭВМ, удовлетворяющего всем заданным требованиям, определяется капитальными затратами, связанными с проектными работами, приобретением, монтажом и отладкой работы машин модели; годовыми расходами, связанными с эксплуатацией машин. Указанные обобщенные стоимостные показатели целесообразно свести к критерию приведенных годовых затрат. Выбор варианта разнородных ЭВМ основан на замене, а в остальном не отличается от предыдущего случая.