КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
На тему: «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии»
Вариант 1

Вопрос 1. Блок-схема АСУТП

Назначение технических средств АСУ ТП (автоматизированная система управления технологическим процессом)
Технические средства для автоматизации управления технологическими процессами выполняют следующие функции:
Сбор и преобразование информации (без изменения ее содержания) о состоянии процесса;
Передача информации по каналам связи (перемещение в пространстве);
Преобразование, хранение и обработка информации, формирование команд управления (перемещение информации во времени с изменением ее содержания);
Использование и представление командной информации для воздействия на процесс и связи с оператором АСУ ТП.
Все промышленные средства автоматизации технологических процессов в соответствии с ГОСТ 12997-84 объединяют в перечисленные функциональные группы, образуемые по характеру преобразования информации в системах управления. В свою очередь, средства функциональных групп дополнительно классифицируются по признаку отношения к системе и образуют:
Средства на входе системы (датчики);
Средства на выходе (выходные преобразователи, средства вывода информации и команд управления процессом);
Внутрисистемные технические средства (средства промежуточного преобразования информации, обеспечивающие взаимосвязь между устройствами с различными сигналами, различными «машинными языками», средства передачи, фиксации и обработки информации).
Кроме этих основных групп средств используются вспомогательные средства, такие, как документационная техника, оборудование для рабочих мест операторов-технологов и диспетчеров и др.
15240607695Обобщенная блок-схема АСУ ТП изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Обобщенная блок-схема АСУ ТП

Технологический объект управления (ТОУ) – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим инструкциям или регламентам технологического процесса производства. В зависимости от уровня АСУ ТП в качестве ТОУ можно рассматривать: технологические агрегаты и установки, группы станков, отдельные производства (цехи, участки), реализующие самостоятельный технологический процесс; производственный процесс всего промышленного предприятия, если управление им заключается в рациональном выборе и согласовании режимов работы агрегатов, участков и производств. Сформулированное выше определение подчеркивает, во-первых, наличие в составе АСУ ТП современных автоматических средств сбора и переработки информации, в первую очередь средств вычислительной техники; во-вторых, роль человека в системе как субъекта труда, принимающего содержательное участие в выработке решений по управлению; в-третьих, что АСУ ТП – это система, осуществляющая переработку технологической и технико-экономической информации.
Еще один важный признак АСУ ТП – это осуществление управления в темпе протекания технологического процесса, т.е. в реальном масштабе времени.
Реализация целей в конкретных АСУ ТП достигается выполнением в них определенной последовательности операций и вычислительных процедур, в значительной степени типовых по своему составу и потому объединяемых в комплекс типовых функций АСУ ТП.
Функции АСУ ТП подразделяются на управляющие, информационные и вспомогательные.
Управляющие функции АСУ ТП – это функции, результатами которых являются выработка и реализация управляющих воздействий на объект управления. К управляющим функциям АСУ ТП относятся: регулирование (стабилизация) отдельных технологических переменных; одноактное логическое управление операциями или аппаратами; программное логическое управление группой оборудования; оптимальное управление установившимися или переходными режимами или отдельными стадиями процесса; адаптивное управление объектом в целом, например управление участком станков с ЧПУ.
Информационные функции АСУ ТП – это функции системы, содержанием которых является сбор, обработка и представление информации о состоянии АТК оперативному персоналу или передача этой информации для последующей обработки. К информационным функциям АСУ ТП относятся: централизованный контроль и измерение технологических параметров; косвенное измерение; вычисление параметров процесса (технико-экономических, внутренних переменных); формирование и выдача данных оперативному персоналу АСУ ТП или АТК; подготовка и передача информации в смежные системы управления; обобщенная оценка и проверка состояния АТК и его оборудования.
Вспомогательные функции АСУ ТП состоят в обеспечении контроля за состоянием функционирования технических и программных средств системы.

Вопрос 2. Классификация автоматических регуляторов

Автоматические регуляторы классифицируются по назначению, принципу действия, конструктивным особенностям, виду используемой энергии, характеру изменения регулирующего воздействия и т.п. 
По принципу действия они подразделяются на регуляторы прямого и непрямого действия. Регуляторы прямого действия не используют внешнюю энергию для процессов управления, а используют энергию самого объекта управления (регулируемой среды). Примером таких регуляторов являются регуляторы давления. В автоматических регуляторах непрямого действия для его работы требуется внешний источник энергии.
По роду действия регуляторы делятся на непрерывные и дискретные. Дискретные регуляторы, в свою очередь, подразделяются на релейные, цифровые и импульсные.
По виду используемой энергии они подразделяются на электрические (электронные), пневматические, гидравлические, механические и комбинированные. Выбор регулятора по виду используемой энергии определяется характером объекта регулирования и особенностями автоматической системы. В современных системах управления используются цифровые программные регуляторы.
По закону регулирования они делятся на двух- и трехпозиционные регуляторы, типовые регуляторы (интегральные, пропорциональные, пропорционально-дифференциальные, пропорционально-интегральные, и пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы — сокращенно И, П, ПД, ПИ и ПИД — регуляторы), регуляторы с переменной структурой, адаптивные (самонастраивающиеся) и оптимальные регуляторы. Двухпозиционные регуляторы нашли широкое распространение, благодаря своей простоте и малой стоимости.
По назначению регуляторы подразделяются на специализированные (например, регуляторы уровня, давления, температуры и т.д.) и универсальные с нормированными входными и выходными сигналами, пригодные для управления различными параметрами.

Вопрос 3. Локальные управляющие вычислительные сети

Локальной вычислительной сетью (ЛВС) называют сеть, элементы которой — вычислительные машины (в том числе мини- и микрокомпьютеры), терминалы, связная аппаратура — располагаются на сравнительно небольшом удалении друг от друга (до 10 км).
Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируется на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.
Основное назначение любой вычислительной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
Связь ЛВС с сетью Интернет может выполняться через хост-компьютер, в качестве какового может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси-сервером) — рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в
Виды локальных вычислительных сетей:
Серверные сети
Равноправность узлов сети
Одноранговые сети
Однородность сети
Топология сети
Назначение сети
Уровень управления

Неоднородные
Однородные
Смешанная
Иерархическая
Звезда (радиальная)
Петля
Шина
Информационно-управляющие сети
Информационно-советующие сети
Информационно-поисковые
Информационные сети
Информационно-вычислительные
Вычислительные сети

Корпоративные сети
Сети кампусов
Сети отделов
Сети рабочих групп

Рисунок 2 – Классификация ЛВС
По назначению ЛВС можно разделить на:
Вычислительные, выполняющие преимущественно расчетные работы;
Информационно-вычислительные, кроме расчетных операций, осуществляющие
Информационное обслуживание пользователей;
Информационные, выполняющие в основном информационное обслуживание пользователей (создание и оформление документов, доставку пользователю директивной, текущей, справочной и другой нужной ему информации);
Информационно-поисковые — разновидность информационных, специализирующаяся на поиске информации в сетевых хранилищах по нужной пользователю тематике сетей;
Информационно-советующие, обрабатывающие текущую организационную, техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию для поддержки принятия пользователем правильных решений;
Информационно-управляющие, обрабатывающие текущую техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию, на базе которой автоматически вырабатываются воздействия на управляемую систему и т. д.

Вопрос 4. Принципы построения и основные этапы создания человеко-машинных MMI-интерфейсов
Человеко-машинный интерфейс или по общепринятой терминологии ММI (man — machine interface) предназначен для ввода и отображения режимной и служебной информации.
Принципы построения человеко-машинных интерфейсов:
Применение принципов приведения в действие, конструктивное расположение и последовательность функционирования органов управления должны рассматриваться на стадии разработки и проектирования оборудования.
Тип, форма и размер органа управления, а также его расположение должны быть выбраны таким образом, чтобы он отвечал требованиям назначения, обслуживания и условий эксплуатации. Также должны быть приняты во внимание навыки пользователей, ограничения в маневренности, аспекты эргономики и требуемый уровень предотвращения возможности выполнения непреднамеренной операции.
1. Органы управления должны быть однозначно идентифицируемы при всех указанных состояниях и размещены так, чтобы допускать безопасное и своевременное выполнение операций.
2. Орган управления должен выполнять только команды, соответствующие

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА На тему «Системы управления технологическими процессами и информационные технологии» Вариант 1 Вопрос 1