Жапарова А. Т элекртмен жабдықтау абж

Норма – бақылаушы: Т. Тютюнькова

Кіріспе

Курс инженер-энергетиктердің профессионалдық дайындығында елеулі роль атқарады, өйткені электрмен жабдықтау жүйелерін басқаруда өндірістік кәсіпорындарда кең таралым алды. Бұндай жүйелер телемеханика құралдарымен, есептеуіш техникамен, ақпаратты көрсету құралымен қамтамасыз етілген. Бұл құрылғылардың тиімді қолданылуы тиісті білімнің болуымен ғана мүмкін.

Қазіргі шаруашылық өндірістің дамуы жаңа технологияның қолданылуына өтумен , қолданыстағы, және де проекттелген қондырғыларды жоғары эксплуатациялық мінездемелерге жеткізумен, кез-келген өндірістік қалыстарды төмендету қажеттілігімен сипатталады. Бұның барлығы тек қана өндірістік обьектілерді басқару сапасын қомақты түрде көтеру шартында, оның ішінде ЖҚ АБЖ-ның кең қолдануымен ғана мүмкін.

Техникалық-экономикалық түрткілер ЖҚ АБЖ-нің пайда болуына біріншіден, өндіріс масштабының өсуі, қондырғының қуатының ұлғайтылуы, өндірістік процесстерді күрделендіруі, тездету әдісін қолдану (қысымды, температураны, реакцияның жылдамдығын ұлғайту), қондырғылар және жеке өндірістің пайда болуы, сындық режимдерде жұмыс істейтін, күшейту және күрделендіру байланысының жеке бөлімдері арасындағы технологиялық процесі болып табылады. Соңғы уақытта көптеген өндіріс салаларының дамуында шығарылатын өнімнің саны және сапасының талаптарына байланысты ғана емес, еңбек ресурсының қиындығымен де байланысты жаңа факторлар пайда болды. Еңбек өнімділігінің өсуі, оның ішінде автоматтандыру жолымен, іс жүзінде өндірісті кеңейтудің бірден-бір жолы болып табылады. Көрсетілген жағдайлар ЖҚ АБЖ-нің пайдалану көлеміне және техникалық деңгейіне жаңа талаптарды ұсынады, оның сенімділігін қамтамасыз етуіне, дәлдігін, жылдамдығын, үнемділігін, яғни жұмыс істеу тиімділігін көрсетеді.

1 АВТОМАТТЫҚ БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІ

1. 
   АБЖ міндеті
   

Кез-келген автоматтық басқару жүйелерінің міндеті оның қажетті функционалдық мүмкіндігі, керекті техникалық мінездемелері және т.б. ерекшеліктері қорытқы деңгейде осы жүйеге жасалған обьектімен көрсетіледі. ЖҚ АБЖ-ге басқару обьектісі технологиялық қондырғылардың және қолдану ережесі бойынша немесе мақсатты өнім өндірісінің технологиялық процесінің регламентімен көрсетілген технологиялық басқару обьектісі(ТБО) болып табылады. ТБО-нің берілген анықтамасы бірінші жағынан, процесс пен қондырғы бірлігін, екінші жағынан, кірген ресурстардың соңғы өнімге (металл,электр немесе жылу энергиясы, химиялық заттар,бұйымдар т.с.с.) түрленуін айқындайды.

ТБО-ні басқара отырып, ЖҚ АБЖ қандай да бір қондырғы элементтеріне әсер етеді: дросельді клапандар, ысырмалар, жапқыштар, мөлшерлеу құрылғылары т.с.с. Бұл басқарушы әсереткіштертердің интенсивтілігін эксплуатация кезінде технологиялық қондырғыда кірістік материалдық және энергетикалық ағымдардың қайта өңдеу процессі қажетті түрде істелуі үшін таңдайды.

ЖҚ АБЖ-ні іске асырғанда басқару обьектісін өндірістік технологиялық құрылымнан дұрыс айқындаған жөн. Бұл үшін бөлек аппараттардың, агрегаттар мен қондырғылардың мақсаты мен ролін, олардың жұмысынан басқалардың тәуелділік деңгейін, көршілес өндіріс телімдерін, олардың арасындағы бөлгіш(буферлық) сыйымдылықтарды,сонымен қатар, осы өндірісте алынған(немесе керекті) орталықтандырылған басқару дейгейін санайды. Сонымен қатар, ТБО қарастырылады:

• 
  технологиялық агрегаттар мен қондырғылар;
  
• 
  өздік, аяқталған технологиялық циклда жүретін, бөлек өндірістер;
  
• 
  барлық өндірістік кәсіпорынның өндірістік процессі, егер онымен басқару бірінші ретте және көбінесе технологиялық мінезде, яғни таңдауда және өзара байланысқан агрегаттар, телімдер мен өндірістердің рационалдық жұмыс әдісін жанастыруда болып табылады;
  

Кез-келген ЖҚ АБЖ-ін құру және іске асыруы белгілі бір техникалық-экономикалық нәтижелерді алуға бағыттылуы керек.(өнімнің өздік бағасының төмендетілуі, шығындарды азайту,еңбек өнімділігін арттыру, өнім сапасын арттыру, еңбеккерлердің жағдайын жақсарту және т.б.) Сондықтан ЖҚ АБЖ міндетін талқылаудан кейін жүйенің жұмыс істеу мақсатын дәлдеу керек. Жұмыс істеу қауіпсіздігін қамтамасыз ету; кірген ағымдардың параметрлерін тұрақтандыру; шыққан өнімнің қойылған параметрлерін алу; қондырғының жұмыс режимін жанастыру өндірістік технологиялық обьектілер мақсаттарының мысалдары бола алады.

Қойылған мақсаттарға жетудің деңгейі н басқару критерийі арқылы сипаттауға болады, яғни толық сипаттайтын технологиялық процесті жүргізу сапасы және жүйемен жасалатын басқару әсер етушісіне байланысты сандық нәтиженің қабылданатын көрсеткіші болып табылады.

ЖҚ АБЖ-нің ақпараттық және басқару функциялар деп бөледі:

Орындау нәтижесін жүйенінің операторына немесе басқару процессінің жүруі туралы сыртқы ақпарат алушыға көрсетуі ЖҚ АБЖ-нің ақпараттық функцияларына жатады.

ЖҚ АБЖ ақпараттық функцияларына мысал бола алады:

• 
  Негізгі параметрлерді бақылау, яғни қабылданатын (допустимый)мәнге процесс параметрлерінің келісуін үздіксіз тексеру және келіспеулер пайда болғанда персоналға бұлжытпай ақпараттау;
  
• 
  обьектіні басқару кезінде операторға керек параметр процесстерін шақыру бойынша өлшеу немесе тіркеу;
  
• 
  осы сәттегі қандай да бір басқару обьектісінің теліміндгі өндірістік жағдай туралы операторды (оның сұранысы бойынша) ақпараттау ;
  
• 
  жіберілген шекте кейбір процесс параметрлерінің ауытқу уақытын тіркеу;
  
• 
  тікелей өлшенбейтін және өнімнің сапасын немесе тағы басқа технологиялық процестің маңызды көрсеткіштерін сипаттайтын кейбір кешендік көрсеткіштерді оператордың шақыруы бойынша шығару;
  
• 
  технологиялық обьектінің жұмысының жетілген техникалық-экономикалық көрсеткіштерін шығару;
  
• 
  өлшенетін параметрлар мен шығарылатын көрсеткіштерді периодты түрде тіркеу;
  
• 
  қауіпті жағдайлардың болуын табу және сигналдау.
  

ЖҚ АБЖ-нің басқару функциялары басқару обьектісіне өндіру және басқару әсер еткіштерін іске асыру бойынша әрекеттерді қамтиды.

Мұнда қорту мағынасында (алынған ақпарат негізінде) рационалды әсер етулер түсінігі, ал іске асыру – қортудан кейін қабылданған шешімдердің орындалуын қамтамасыз ететін әрекеттерді түсінеді.

Негізгі басқару функцияларына жатады:

• 
  өндіріс регламентімен жасалатын кейбір тұрақты мәндерде технологиялық процестің айнымалыларын тұрақтандыру;
  
• 
  еретеректе қойылған заң бойынша процестің режимін программалық өзгерту;
  
• 
  қондырғыны авариядан қорғау,
  
• 
  технологиялық және техникалық-экономикалық критерийі жағынан тиімді, жетуін және режимді ұстануын қамтамасыз ететін басқару әсер еткіштерін құрау және іске асыру;
  
• 
  материалдық ағымдар мен технологиялық агрегаттар арасындағы жүктемелерді тарату;
  
• 
  агрегаттардың қосуларын және тоқтатуларын басқару.
  

ЖҚ АБЖ сияқты қиын жүйелерді құру және енгізу, әр-түрлі қамсыздандыру түрлерінің жақын өзара байланысында іске асырумен(материалдау) байланысты, және өз кезегінде, жүйелер жұмысының әр-түрлі жақтарын көрсетеді. АБЖ-ге арналған ГОСТ 24.003-84 бойынша, соның ішінде ЖҚ АБЖ да, төменде көрсетілгендей негізгі қамтамасыздандыру түрлері айқындалады.

Техникалық қамсыздану – автоматтық басқару жүйелерінің жұмысына қолданылатын техникалық құралдар кешені(ТҚК).

ТҚК стандарт түсінігіне сәйкес ЖҚ АБЖ барлық аппараттық құралдарды ЭЕМ-нан сезбектерге(өлшейтін түрлендірушілер) дейін және атқару органдарын ұғады.

Математикалық әдістердің, автоматтық басқару жүйелерін құруға қолданылған үлгілер мен ақпаратты өңдеу алгоритмдерінің байланысын математикалық қамсыздандыру деп санайды.

Программалық қамсыздану ақпаратты өңдеуді іске асыратын программалар кешенін ұсынады. Ортақ(ОПҚ) и арнайы (АПҚ) деп бөледі. ОПҚ – қолданушылардың кең шеңберіне, есептеу процессін ұйымдастыруға және (немесе) ақпаратты өңдеуде көп кездесетін есептерді шешуге арналған программалар байланысы, АПҚ- нақты ЖҚ АБЖ-ні құру және оның функцияларын іске асыру.

Ақпараттық қамсыздануда көлемі бойынша іске асырылған шешімдер, ақпараттық басқару жүйелернің жұмысы кезінде жүретін орналастыру және ақпаратты ұйымдастыру пішіні бойынша түсіндіріледі.

Лингвистикалық қамсыздану автоматтық басқару жүйелерінің персоналы есептеуіш техника құралдармен араласуы кезінде кәдімгі тілді құруға арналған ақпараттық бірліктерін құрастыру және келісуінің тілдік құралдар байланысы.

Ұйымдастыру қамсыздануы – жұмыс істеу шартында автоматтық басқару жүйелер персоналының жұмысын белгілейтін құжаттар.

Математикалық қамсызданудың ерекше, принциптік ролін яғни сол ЖҚ АБЖ болып табылатын жүйелер класын атап өткен жөн. Кез келген нақты ЖҚ АБЖ-ні құрау және енгізуден тиімді нәтиже алу басқару обьектісінің және оны іске асыру алгоритмімен математикалық моделінің болуымен тікелей байланысты. Технологиялық процесстердің күрделілігі, білімнің жетіспеушілігі мәселесі көп жағдайларда стохастикалық процесс жағдайы векторы туралы басқару обьектісінің(алгоритмдеу) сипаттауына қиындық тудырады. Соңғысы көбінесе ЖҚ АБЖ әртүрлі ауыл шаруашылық салаларында енгізу процессінің баяу жүрісін көрсетеді. Сондықтан ЖҚ АБЖ математикалық қамсыздануымен байланысты мәселеріне көп көңіл бөлген жөн.(4.5 бөлімін қарау)

1.2.2 Аппараттық құралдар(техникалық қамсыздану)

Қазіргі ЖҚ АБЖ–нің аппараттық құралдарын екі үлкен топқа бөлуге болады: 1)басқаратын есептеуіш кешендер(БЕК) және 2)сезбектер және атқару органдары.

Практикада кеңінен қолданылатын БЕК аяқталған конструтив түрінде арнайы кәсіпорындармен шығарылады, және ЖҚ АБЖ құруында арнайы өндірістік алаң немесе жеке бөлме талап етеді. БЕК құралдарына қарағанда датчиктер мен атқару органдары көбінесе БЕК-пен екі немесе одан көп сым арқылы жеткізу желілері немесе кабельдер көмегімен байланысқан технологиялық қондырғының құрылымдық элементі болып табылады.

Микропроцессорлық есептеуіш техниканың дамуымен төменгі иерархиялық деңгейде көбінесе микро БЕК қолданылады немесе технологиялық қондырғыға құрастыруға болатын микроконтроллерлерді атап өткен жөн. Микро БЕК пен микроконтроллерлерге бөлу – шартты.Соңғысы көбінесе арнайы автоматтық режимде белгілі бір микро БЕК функцияларын орындауды ұғады. Микроконтроллерлерді міндеті - оперативтік персоналмен байланыс құрылғыларын пайдалануды қажет етпейді.

Ортақ жағдайда БЕК құрамына кіреді: қажетті стандартты сыртқы құрылғылар жинағымен құралған ЭЕМ(бір не бірнеше), әр түрлі обьектімен байланыс құрылғылары(ОБҚ), яғни датчиктер мен атқару органдарымен, және оперативтік персоналымен байланыс құрылғылары (ОПБҚ). ОБҚ және ОПБҚ ақпарат енгізу-шығару құрылғысы(АЕШҚ) деп атай отырып, оларды көбінесе біріктіреді.

2 Құралдың функционалдық белгілерінің шарттық белгілеулері

Ескерту. «+» таңбасымен белгіленген әріптік белгілеулер резервтік болып табылады, ал «-»белгіленгендер қолданылмайды.

2.1.2 Құралдардың қосымша функционалдық белгілерін,сигналды түрлендірушілер және есептеуіш құралдарды көрсетуге арналған қосымша әріптік белгілеулер төменде жазылған.

2.1.2 Құралдардың функционалдық белгілерін көрсетуге арналған қосымша әріптік белгілеулер кестеде 2.2.

Кесте 2.2 - Құралдардың функционалдық белгілерін көрсетуге арналған қосымша әріптік белгілеулер

Атауы	Белгілеуі	Қолданылуы
Сезгіш элемент	Е	Біріншілік түрлендіру жасайтын құрал: термоэлектрикалық түрлендіргіш, кедергі термотүрлендіргіші, пирометрсезбектер,шығынөлшеуіштердің тарылту құрылғылары т.с.с
Дистанциялық беріліс	Т	Шкаласыз дистанциондық сигнал берілісі бар: манометрлер, дифманометрлер, манометрлік термометрлер
Басқару станциясы	К	басқару түрін таңдауға болатын ауыстырып-қосқыштары және дистанциялық басқарылатын құрылғысы бар құралдар
Түрлендіру, есептеуіш функциялар	V	Сигналды түрлендіргіш және есептеуіш құрылғы белгілеулерін құру

2.1.4 Сигналдарды түрлендіргіштерді, есептеуіш құралдарды құрауға қолданылатын қосымша әріптік белгілеулер, кесте 2.3 көрсетілген.

Атауы	Белгілеу
1	2
1. Сигнал энергиясының түрі:
электрлік	Е
пневматикалық	Р
гидравликалық	G
2. Сигнал формаларының түрлері:
аналогтық	А
дискреттік	D
3. Есептеуіш құралмен жасалатын операциялар:
қосынды	S
сигналды тұрақты көбейту коэффициентке k	k
екі немесе көп сигналдардың көбейтуі	´
сигналдарды бір-біріне бөлу	:
Сигнал шамасын f көрсеткішке п қою	fn
сигнал шамасын түбір п астынан шығару
логарифмдеу	lg
дифференциалдау	dх/dt
интегралдау
1	2
Сигналдың таңбасын өзгерту	х(¾1)
Сигналдың жоғарғы нәтижесінің шектеуі	max
Сигналдың төменгі нәтижесінің шектеуі	min
4. Есептеуіш кешенмен байланыс:
ЭЕМ-ға сигнал беру	Bi
ЭЕМ-нан ақпаратты шығару	Bo

2.1.5Қосымша әріптермен қолданылған шарттық белгілеулерді құру ретін келесідегідей қабылдайды:

Өлшенетін шамалардың негізгі белгілеулері

Қосымша әріптердің бірі. Е, Т, К немесе Y.

6. 
   Түрлендіру немесе операция түрін анықтайтын,есептеуіш құралмен қамтамасыз етілетін, сигнал түрлендіргіштер, есептеуіш жазу құралдарының шарттық белгілеулерін құруда құралдың графикалық белгілеуінен оң жақта қояды.