Добро пожаловать на сайт кафедры!

УИК САР Print E-mail
Thursday, 17 April 2008 06:03

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КОМПЛЕКС
«СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ»

Учебно-исследовательский комплекс «САР» представляет собой совокупность взаимосвязанных между собой натурной и модельной составляющих. Натурная составляющая комплекса представляет собой лабораторный объект управления (ЛОУ), в котором реализуются типовые газодинамические и тепловые процессы, характерные, например, для различного рода нагревательных и сушильных печей, трубопроводных магистралей и т. д.

Технологический агрегат состоит из вентилятора, нагревательных элементов с регулируемыми источниками питания и дроссельных устройств, объединенных с помощью воздухопроводов таким образом, чтобы обеспечить протекание процесса подачи и нагрева воздуха, возможность изменения конфигурации, тепловых и газодинамических характеристик воздушного потока. Агрегат оснащен стандартными средствами измерения расхода, давления, температуры воздушного потока, электрической мощности, потребляемой каждым нагревательным элементом, а также электрическими исполнительными устройствами, обеспечивающими возможность дистанционного воздействия на газодинамические характеристики воздушного потока (через дроссельные устройства) и на потребляемую нагревательными элементами мощность (через источники питания).

Структурно ЛОУ выполнен таким образом, что с его помощью можно имитировать функционирование типовых технологических объектов с изменяющимися статическими и динамическими свойствами (выраженными, например, через коэффициент передачи, постоянную времени инерции, запаздывание), формировать натурные сигналы измерительной информации о величинах, характеризующих физические процессы.

Модельная составляющая комплекса реализуется на средствах современной вычислительной техники и позволяет обеспечить воспроизведение характеристик и динамики функционирования любых элементов системы в их взаимодействии. Кроме того, воссоздаются функциональные и визуальные модели измерительных приборов, регуляторов, модели систем и внешних воздействий.

Структура системы управления технологическим агрегатом является двухуровневой. Нижний уровень системы выполнен с использованием программируемого логического контроллера (PLC) фирмы Omron, обеспечивающего сбор и предварительную обработку сигналов измерительной информации от датчиков, реализацию простейших алгоритмов контроля и регулирования технологического процесса, формирование команд управления исполнительными механизмами для изменения режимов работы агрегата.

Верхний уровень системы выполнен с использованием персонального компьютера на базе Pentium III, обеспечивающего связь с микропроцессорным контроллером по стандартному интерфейсу, реализацию сложных алгоритмов и программ управления режимами работы агрегата, математического моделирования процессов управления.

Программное обеспечение комплекса включает специализированные пакеты SCADA-системы Sysmac SCS на базе Windows, используемые для программирования микропроцессорных контроллеров и для проектирования математического и программного обеспечения верхнего уровня систем управления, реализуемого на персональных ЭВМ, специальное программное обеспечение математического и имитационного моделирования процессов управления.

Объединение комплекса технических и программных средств в сложную имитационно-обучающую систему позволяет решать целый ряд задач, среди которых можно выделить следующие:

1. Освоение современных средств и методов создания систем автоматизации производственных процессов, включая:

- изучение комплекса технических средств контроля и регулирования технологических агрегатов;
- отработку навыков наладки и настройки комплекса технических средств в системах автоматизации;
- отработку навыков использования специализированных пакетов прикладных программ при проектировании и программировании систем автоматизации, функционирующих в реальном времени;
- освоение принципов и методов идентификации объектов в системе управления;
- освоение принципов и методов имитационного моделирования, испытаний и наладки систем автоматизации технологических процессов.

2. Выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, когда комплекс используется в качестве полигона для проверки основных технических решений, испытаний и оптимизации алгоритмов.