Компьютерное управление в производственных системах

Description

В учебном пособии рассматриваются общие принципы и средства построения автоматизированных систем управления современного производства. Рассмотрены основы построения АСУП и АСУТП, а также основные виды обеспечения этих систем. Значительное внимание уделено принципам управления от ЭВМ, вопросам алгоритмизации процессов управления и современному программному обеспечению этих систем и процессов их разработки. Учебное пособие написано в соответствии с Федеральными государственными образовательными стандартами высшего образования по направлениям подготовки «Автоматизация технологических процессов и производств» и «Управление в технических системах» и предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по названным направлениям подготовки бакалавров. Предисловие О сновные сокращения Введение 1. УПРАВЛЕНИЕ СоВРЕМЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ 1.1. Промышленное предприятие и автоматизация производственных процессов 1.1.1. Основные термины и определения 1.1.2. Автоматизация промышленного производства 1.1.3. Характер производства 1.2. Автоматизированное управление производством 1.2.1. Общая концепция автоматизированной системы управления 1.2.2. Иерархия управления производством 1.2.3. Концепция CALS 1.2.4. Компьютерное управление производством 1.2.5. Управление технологическим оборудованием 1.2.6. Обеспечение АСУ 2. Основы вычислительной техники 2.1. Электронная вычислительная машина 2.1.1. Принципиальные основы построения ЭВМ 2.1.2. Структура и система характеристик ЭВМ 2.2. Микропроцессор 2.2.1. История микропроцессора 2.2.2. 8-разрядный микропроцессор Программирование микропроцессора 2.2.3. 16-разрядный микропроцессор Способы адресации 16-разрядного микропроцессора 2.2.4. Развитие микропроцессоров 2.3. МикроЭВМ 2.3.1. Память микроЭВМ 2.3.2. Устройства ввода-вывода информации 2.3.3. Структура микроЭВМ 2.3.4. 8-разрядная микроЭВМ 2.3.5. 16-разрядная микроЭВМ 2.4. Микроконтроллеры 2.4.1. Характеристика и структура микроконтроллера 2.4.2. Развитие микроконтроллеров 2.4.3. Микроконтроллер КМ1816ВЕ51 2.4.4. Микроконтроллер Atmel AVR АТ90S8515 2.4.5. Устройство управления на базе МК AT90S8515 2.4.6. 32-разрядный микроконтроллер 3. Техническое обеспечение АСУ 3.1. Компьютерное управление 3.1.1. Процессорные системы управления 3.1.2. Способы управления сложными техническими системами 3.2. Комплекс технических средств АСУ 3.2.1. Структура комплекса 3.2.2. Автоматизация управления предприятием 3.2.3. Автоматизация управления технологическими процессами 3.3. Управляющая ЭВМ 3.3.1. Зарубежные управляющие ЭВМ 3.3.2. Управляющие СМ ЭВМ 3.3.3. Управляющие микроЭВМ 3.3.4. Персональный компьютер 3.3.5. Рабочая станция 3.3.6. Промышленный компьютер 3.3.7. Панельный компьютер 3.3.8. Использование IBM PC-совместимых компьютеров в АСУ 3.4. Локальные системы управления 3.4.1. Программируемые контроллеры Назначение и устройство Модули ввода-вывода сигналов Типы программируемых контроллеров Фиксированные контроллеры Модульные контроллеры Распределенные контроллеры IBM PC-совместимые контроллеры Примеры программируемых контроллеров Программируемый контроллер S7-1200 Программируемый контроллер S7-1500 Rockwell Automation SLC 500 Схемотехника программируемого контроллера Программируемый контроллер Ремиконт Развитие контроллера Ремиконт Программное обеспечение контроллеров Языки программирования Система программирования контроллера 3.4.2. Системы ЧПУ Программирование УЧПУ Интерполяция Системы программирования УЧПУ 3.4.3. Интеллектуальные устройства систем управления Интеллектуальные электроприводы Привод постоянного тока Привод переменного тока Реализация приводов Преобразователь частоты 1336Plus Локальные регуляторы Интеллектуальные измерительные преобразователи и датчики Приборы видеонаблюдения 4. Передача информации в АСУ производственной системы 4.1. Организация обмена информацией 4.1.1. Задача обмена информацией 4.1.2. Использование технологических команд 4.1.3. Сетевые технологии обмена информацией 4.1.4. Модель OSI 4.2. Стандартные интерфейсы 4.2.1. Последовательные интерфейсы 4.2.2. Параллельные интерфейсы 4.2.3. Использование модемов 4.3. Локальные вычислительные сети 4.3.1. Характеристика вычислительной сети 4.3.2. Топология ЛВС 4.3.3. Адресация в ЛВС 4.3.4. Управление обменом информацией в сети 4.3.5. Промышленные сети для управления Сеть Profibus Сеть Modbus Сеть DeviceNet Сеть CAN Сеть «Транзит» Сеть Industrial Ethernet Примеры сетей управления 4.4. Протоколы связи в системах управления 4.4.1. Определение протокола связи 4.4.2. Стек протоколов 4.4.3. Протоколы промышленных сетей 5. Математическое обеспечение АСУ ПС 5.1. Общая характеристика математического обеспечения 5.1.1. Состав математического обеспечения 5.1.2. Алгоритмизация процессов управления 5.1.3. Задачи управления в производственной системе 5.2. Формализованные описания объектов и процессов 5.2.1. Математическая модель 5.2.2. Алгоритм управления 5.3. Управление непрерывными процессами 5.3.1. Автоматическое регулирование 5.3.2. Система автоматического регулирования 5.3.3. Особенности реализации ПИД-регулятора 5.3.4. Настройка регулятора 5.3.5. Учет дискретности управления 5.3.6. Экстремальное управление 5.3.7. Оптимальное управление 5.3.8. Адаптивное управление 5.4. Управление дискретными процессами 5.4.1. Логико-программное управление 5.4.2. Конечный автомат 5.4.3. Моделирование с использованием конечного автомата 5.5. Статистическое регулирование 5.5.1. Задача статистического регулирования 5.5.2. Алгоритм статистического регулирования 5.5.3. Статистическое регулирование процесса механообработки 5.6. Интеллектуальное управление 5.6.1. Методы искусственного интеллекта 5.6.2. Искусственные нейронные сети 5.6.3. Нечеткая логика и нечеткое управление 5.7. Экономико-математические модели 5.7.1. Область использования 5.7.2. Задача оперативного планирования 6. Программное обеспечение АСУ производственной системы 6.1. Общая характеристика ПО 6.2. Системное программное обеспечение 6.2.1. Операционная система Монитор Дисковая операционная система Microsoft Windows UNIX Операционная система реального времени QNX 6.2.2. Система программирования 6.2.3. Специализированные системы программирования Системы программирования контроллеров Системы программирования устройств ЧПУ T-FLEX ЧПУ Инструментальные SCADA Конфигурирование SCADA-системы Разработка графического интерфейса Simatic WinCC Graphics Designer Архивы WinCC Alarm Logging Генератор отчетов Report Designer 6.2.4. Интегрированные системы проектирования и управления T-FLEX 6.2.5. Системы управления базами данных (СУБД) 6.3. Прикладное программное обеспечение 6.3.1. Характеристика прикладного ПО 6.3.2. Системы ERP MES 6.3.3. ПО интеллектуального управления 6.3.4. Разработка прикладного ПО 7. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 7.1. Основы проектирования АСУ 7.1.1. Системный подход к проектированию 7.1.2. Этапы проектирования АСУ 7.1.3. Стандарты и руководящие материалы 7.2. Процесс проектирования 7.2.1. Характеристика процесса 7.2.2. Разработка технического задания 7.2.3. Разработка технического проекта 7.2.4. Проект АСУП 7.2.5. Проект АСУТП Функциональная схема автоматизации технологического процесса Структурная схема системы управления Схема алгоритма управления Пример АСУТП Заключение Литература Предметный указатель