Объекты упр-я. Роль и значение САУ в управлении производством.

Объекты упр-я. Роль и значение САУ в управлении производством.

Виды объектов автоматизации и управления

Автоматизация – область науки и техники, связанная с вопросами управления без непосредственного участия человека.

Объектами автоматизации и управления являются

1)технологические объекты управления

2)Производство в целом.

Виды технологических объектов управления (ТОУ):

- Ур тех оборуд-я: отдельные исполнительные механизмы и устройства (например, задвижки, клапаны, насосы).

- Ур ф-х узлов: совокупность технологического оборудования, реализующего некоторый законченный технологический процесс (например: буровая установка; установки сепарации газа.).

- ур подсистем: совокупность технологических объектов и процессов, составляющих некоторый вид производства (например: цех добычи нефти и газа - ЦДНГ, ЦППД, электроцех и т.д.).

2. Место и роль системы автоматизации и управления САУ производством.

I1- автоматический контур управления;I2- внутренний контур управления;I3- внешний контур управления.

Контур I₁ реализуется без участия человека.Контур I₂ реализуется оперативным персоналом с помощью СА и У для тех задач, которые полностью не автоматизированы (например, выбор уставок для регуляторов).Контур I₃ реализуется оперативным персоналом с помощью визуальных и ручных средств в тех случаях, когда задача не выполняется САУ или в случае ее отказов, для повышения надежности управления и предотвращения аварийных ситуаций.

Качество управления технологическими процессами определяется следующими факторами:

1) своевременность и точность получения необходимой информации о состоянии объекта;

2) правильностью и эффективностью принятия решений за ограниченный период времени;

3)соевременностью и точностью реализации управляющих воздействий на объект.

Роль САУ в повышение качества управления проявляется в следующем:

· Повышение количества, точности и достоверности информации, необходимой для управления, с помощью автоматических датчиков и других средств измерения.

· Повышение эффективности принимаемых решений с помощью соответствующих средств обработки информации за счет повышения точности обработки, уменьшения субъективных факторов, а также использования технико-экономических моделей и критериев оптимального управления.

· Повышение точности управляющих воздействий и возможности одновременного воздействия на большое количество исполнительных механизмов.

Класс-я элементов РКСА. Правила составления структур формул РКСА.

Классификация:

К входным элементам контакты автоматических датчиков, а также кнопки и ключи ручного управления, с помощью которых в схему вводятся дискретные сигналы. К выходным элементам относят катушки реле, контактами которых непосредственно осуществляется управление (включаются или выключаются исполнительные механизмы объекта, элементы световой или звуковой сигнализации и т.д.).Промежуточные- это все остальные катушки реле и их контакты, которые обычно используются для организации памяти в релейных схемах, для размножения числа контактов (если их недостаточно для использования в различных цепях), а также при переходе с одного уровня напряжения питания на другой. Вспомогательные элементы – такие, как предохранители, выпрямительные диоды, резисторы, конденсаторы для организации задержек времени на срабатывание реле, трансформаторы и т.п. Вспомогательные элементы не участвуют в логической обработке информации при их нормальном состоянии (только в состоянии отказов они могут нарушить логику работы схем или привести к полной потере работоспособности схемы).

Требования к представл алгоритмов и способы их представл. Типы автоматов. Осн понятия ГРАФОВ переходов

Наиболее сложным при проектировании является блок управляющего устройства, т.к. его схема или программа работы существенно зависит от требований конкретного объекта и алгоритма управления.Данная операция выполняется с целью возможного уточнения алгоритма управления и упрощения последующего проектирования управляющего устройства. Формализованные способы представления алгоритмов должны удовлетворять следующим требованиям:

1) однозначности, т.е. каждый шаг алгоритма должен быть однозначно определен;полнота, т.е. необходимость учета всех возможных ситуаций на объекте;не противоречивость, т.е. в одной и той же ситуации в алгоритме управления должны формироваться одни и те же управляющие воздействия.Существуют разные способы формализации алгоритмов управления, например, автоматные таблицы, блок схемы алгоритмов и другие. Одним из эффектных способов формализации является графы переходов или состояний.

Граф переходов и состояний.

Граф переходов составляется на основании словесной формулировки алгоритмов управления, а также введения обозначения сигналов в следующей последовательности:

1. Определяется начальное состояние объекта, из которого начинается процесс управления, и для него вводится начальное состояние на графе переходов. Для этого состояния определяются значения всех выходных сигналов УЛУ, а также соответствующие им состояния ИМ объекта и элементов на пульте управления (ПУ). Все начальные состояния выходных сигналов приписываются в начальном состоянии графа переходов с помощью введенных раннее обозначений.

2. Опред очередность состояний объекта и необ для этого изменение состояний ИМ. Над стрелкой указывается логическое условие, при выполнение которого осуществляется данный переход. Если из данного состояния возможны несколько переходов, то все они изображаются направленными переходами с соответствующими условиями переходов, при этом все условия должны быть взаимоисключающими

3. Чтобы избежать избыточного числа состояний на графе переходов, каждое новое состояние вводится только тогда, когда аналогичного состояния на графе не вводилось. Аналогичными или идентичными состояниями графа переходов называют состояния, в которых формируются одинаковые выходные сигналы для объекта и ПУ.

4. Построение графа переходов продолжается до тех пор, пока все последовательности состояний не образуют замкнутые циклы или подграфы. Наличие или появление тупиковых состояний, из которых нет переходов в другие состояния, свидетельствует, как правило, либо об ошибках построения графа переходов, либо о не полноте или ошибочности исходных данных, приведенных в словесной формулировке алгоритма. В этом случае необходимо доопределить и замкнуть граф соответствующим переходом.

Основные операции контроля.

При контроле технического состояния параметров и качества продукции обычно требуется выполнение следующих операций.

-наблюдаются с помощью сенсоров или датчиков параметры технологического объекта или процесса.1-первичная обработка данных, полученных с датчиков, т.е. фильтрация от помех, линеаризация характеристик и т.п..2-формирование контролируемых величин Z с помощью вычислительных операций и других вспомогательных операций, обычно используемых при косвенном определении параметров.3-формирование результата контроля с помощью соответствующего алгоритма контроля, классифицирующего состояние объекта или процесса на несколько непересекающихся множеств. Обычно используются два множества и .

Алгоритмы контроля обычно требуют выполнение логических операций сравнения.

К числу принципиальных вопросов контроля для автоматизации относятся выбор частоты контроля параметров и алгоритмов контроля.

Основные понятия метода Байеса

Если имеются диагнозы Д_i и совокупность симптомов k = (k₁, k₂,…, k_n), встречающихся при этих диагнозах, то вероятность совместного появления диагнозов Д_i и симптомов к определяются известными формулами теории вероятности:

, (1)

где р(Д_i/k) – условная вероятность диагноза Д_i после того как стало известно наличие у контролируемого объекта симптомов k. Эту вероятность называют также апостериорной.

Р(Д_i) – вероятность диагноза Д_i определяемая по предварительным статистическим данным, иначе априорная вероятность диагноза.

Р(k/Д_i) – условная вероятность появления симптомов у объекта с диагнозом Д_i.

Отсюда вытекает обобщенная формула Байеса:

Используя, что вероятность р(k) можно вычислить как

подставив (3) в (2) получим рабочую формулу Байеса:

В случае статистической независимости симптомов условная вероятность вычисляется по формуле:

В случае, когда надо вычислить вероятность при отсутствии какого-либо симптома пользуются формулой:

В методе Байеса решение о диагнозе принимается по наибольшей аппозиционной вероятности в соответствии со следующим правилом:

Для надёжности диагностирования условие дополняют пороговым значением, т.е. требованием:

где Р_{i MIN} – заранее выбранный интервал надежности для диагноза D_i.

При невыполнении условия решение о диагнозе не принимается (отказ от распознавания) и требуется поступление дополнительной информации.

Для определения вероятностей используемых в формуле Байеса используют следующие данные:

1) если предварительно исследовано N объектов и у Ni объектов имелся диагноз Ni, то P(Di)=Ni/N.

2) Если среди Ni объектов, имеющих диагноз Di по Ni j появлялся симптом kj, то условная вероятность появления этого симптома при диагнозе Di равна P(kj/Di)=Ni j/N.

Объекты упр-я. Роль и значение САУ в управлении производством.