1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств
Воронеж 2016
2
УДК 681.518
Мещерякова, |
А.А. |
Автоматизированные |
системы |
управления |
технологическими процессами / Методические указания к лабораторным работам по направлению подготовки магистров 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и производств» для всех форм обучения / А.А. Мещерякова – Воронеж. ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2016. – 28 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени Петра I» Афоничев Д.Н.
3 |
|
Содержание |
|
Введение............................................................................................................... |
4 |
Лабораторная работа № 1 Интерполяция в системе Matlab ........................... |
6 |
Лабораторная работа № 2 Интерполяция в среде Excel. Линия тренда |
|
задача №1 ........................................................................................................... |
13 |
Лабораторная работа № 3 Интерполяция в среде Excel. Линия тренда |
|
задача №2 ........................................................................................................... |
17 |
Лабораторная работа № 4 Интерполяция в среде Excel. Интерполяция по |
|
формуле Лагранжа ............................................................................................ |
21 |
Приложения ....................................................................................................... |
26 |
Библиографический список.............................................................................. |
27 |
4
Введение
Для объектов автоматизации лесного комплекса можно определить состав наиболее важных и часто встречающихся задач. Эти задачи встречаются в следующих функциональных подсистемах АСУТП:
-подсистема централизованного контроля;
-управляющая подсистема.
Вподсистеме централизованного контроля решаются задачи:
-линеаризация и коррекция сигналов датчиков;
-фильтрация и сглаживание;
-интерполяция и экстраполяция;
-контроль достоверности информации;
-статистическая обработка информации;
-оценка состояния объекта. Выявление аварийных ситуаций; расчет технико-экономических показателей.
Вподсистеме управления решаются задачи:
-идентификация;
-декомпозиция;
-управление;
-устойчивость;
-синтез.
Рассмотрим алгоритмическое обеспечение некоторых задач контроля и управления.
Алгоритмы централизованного контроля предназначены для сбора и передачи измерительной информации от датчиков, установленных на технологическом процессе, а также для первичной обработки этой информации с целью:
-определения текущих и прогнозируемых значений измеряемых величин и оценки неизмеряемых искомых величин по косвенным параметрам;
-вычисления учетных и технико-экономических величин по косвенным параметрам;
-обнаружения нарушений и неисправностей на производстве, требующих немедленного управления.
Результаты первичной обработки являются теми исходными данными, по которым рассчитываются все выходные параметры алгоритмов управления. Большинство результатов первичной обработки используется для оперативного формирования управляющих воздействий, поэтому соответствующие задачи первичной обработки должны решаться в реальном масштабе времени. Однако некоторые показатели, например, технико-экономические (за час, смену и т.п.), являются исходной информацией не в системе АСУТП, а передаются на более высокий
5
уровень. Такая информация обычно обрабатывается в уменьшенном масштабе времени.
Задача разработки алгоритмов контроля формируется следующим образом. Заданы все исходные величины (в том числе показатели и события), которые должна определять подсистема контроля, и указаны требуемые параметры каждой выходной величины (точность ее определения, частота выдачи оператору или в другие подсистемы, форма выдачи и т.д.). Имеется совокупность измерительных средств, которая может быть использована в качестве источников исходной информации для определения заданных выходных величин. Требуется определить рациональный комплекс алгоритмов, перерабатывающий сигнал датчиков в искомые выходные величины и удовлетворяющий заданным требованиям на параметры выходных величин.
После определения комплекса выходных величин, выданных подсистемой контроля, и установления совокупности измерительных средств, они могут быть использованы в качестве источников исходной информации на автоматизируемом объекте для разработки блок-схем переработки сигналов датчиков в искомые выходные величины подсистемы централизованного контроля. Для этого следует воспользоваться разделением всего процесса переработки измерительной информации на ряд последовательно выполняемых типовых операций. Последовательность выполнения операций следующая:
-аналитическая градуировка датчиков;
-экстра – и интерполяция дискретно измеряемых величин;
-контроль достоверности информации о процессе;
-определение суммарных и средних значений величин за заданные интервалы времени;
-коррекция динамической связи между измеряемой и искомой величиной и т.д.
Необходимо по каждой заданной выходной величине произвести набор операций, осуществляющих ее формирование из имеющихся измерительных сигналов, и указать последовательность выполнения этих операций. Рассмотрим алгоритмы некоторых из перечисленных вычислительных задач.