Критерий устойчивости Михайлова.

В отличие от алгебраического критерия Гурвица, этот критерий является частотным. Он основан на построении годографа характеристического вектора Вспомним, что годографом называется кривая, прочерчиваемая концом вектора на комплексной плоскости при изменении частоты от 0 до . Характеристический вектор получается из характеристического уравнения путем замены на

Критерий устойчивости Михайлова формулируется следующим образом: система устойчива, если годограф характеристического вектора, начинаясь на положительной части действительной оси, обходит последовательно в положительном направлении n квадрантов, где n - порядок характеристического уравнения системы.

На рис.1 приведены примеры годографов для устойчивых (рис.1, а) и неустойчивых (рис.1, б) систем. Если годограф проходит через начало координат, то система находится на границе устойчивости (рис.1, в).

Характеристический вектор можно представить в виде

где - действительная, а - мнимая часть вектора . На границе устойчивости (рис.1, в)

Из этих уравнений можно определить значения параметров, при которых система находится на границе устойчивости.

Пример. Найти условие устойчивости системы, передаточная функция которой в разомкнутом состоянии имеет вид

Так же, как и в предыдущем примере, передаточная функция замкнутой системы

Заменяя в знаменателе на , найдем характеристический вектор

Приравняв нулю действительную и мнимую части характеристического вектора, найдем условия, определяющие границу устойчивости

Из второго уравнения находим

и после подстановки в первое уравнение найдем

При значении коэффициента усиления меньше критического система будет устойчива, в противном случае она неустойчива. Полученный результат совпадает с результатом, полученным в предыдущем примере, т.к. проводился анализ устойчивости одной и той же системы. При этом правильное использование различных критериев должно приводить к одинаковому результату.

Использование микропроцессорной техники в системах автоматического управления.

Использование микропроцессорной техники ведет к сокращению издержек производства не только в результате повышения производительности живого труда, но также и за счет более эффективного использования машин и оборудования, минимизации расходов материалов, сырья, потребления энергии.

Внедрение микропроцессоров в научных исследованиях и в производстве ведет к значительному сокращению цикла разработки новых изделий. Это обеспечивает компании-производителю высокую конкурентоспособность и прибыльность, позволяет гарантировать качество и надежность технических устройств в области вычислительной техники, автоматики, связи, телемеханики, автоматических систем управления, а также многих потребительских товаров длительного пользования.

Исполнительные механизмы с электроприводом.

Программное обеспечение АСУТП.

В современном промышленном производстве невозможно обойтись без систем управления. Сложные технологические процессы требуют строго определённых температур, поддержания давления на необходимом уровне и точного контроля параметров, влияющих на конечный продукт. Автоматизированный системы управления технологическими процессами (АСУТП) позволяют эффективно контролировать и управлять производством. Создание АСУТП осуществляется с использованием автоматических информационных систем сбора данных и вычислительных комплексов. Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов. От диспетчера требуется не только профессиональное знание технологического процесса, основ управления им, но и опыт работы в информационных системах, умение принимать решение (в диалоге с ЭВМ) в нештатных и аварийных ситуациях и многое другое. Диспетчер становится главным действующим лицом в управлении технологическим процессом. Требование повышения надежности систем диспетчерского управления явилось одной из предпосылок появления нового подхода при разработке таких систем: ориентация на оператора/диспетчера и его задачи.

SCАDA - системы

Необходимым элементом в АСУТП стали SCADA – системы. Это программные продукты, которые берут на себя функции сбора, анализа и обработки информации, необходимой для управления производством. Применение SCADA-систем позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA - системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность "рычагов" управления, удобство пользования подсказками и справочной системой - повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.

Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку.

В настоящее время SCADA является основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления сложными динамическими системами (процессами).

Управление технологическими процессами на основе систем SCADA стало осуществляться в передовых западных странах в 80-е годы. Область применения охватывает сложные объекты электро- и водоснабжения, химические, нефтехимические и нефтеперерабатывающие производства, железнодорожный транспорт, транспорт нефти и газа и др.

Возможности SCADA – систем

Спектр функциональных возможностей определен самой ролью SCADA в системах управления и реализован практически во всех пакетах:

• автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы автоматизации без реального программирования;

• средства исполнения прикладных программ;

• сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;

• обработка первичной информации;

• регистрация алармов (alarms) и исторических данных;

• хранение информации с возможностью ее пост-обработки (как правило, реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);

• визуализация информации в виде мнемосхем, графиков и т.п.;

Выбор SCADA - системы

В мире насчитывается не один десяток компаний, активно занимающихся разработкой и внедрением SCADA-систем. Большое значение при внедрении современных систем диспетчерского управления имеет решение следующих задач:

• выбора SCADA-системы (исходя из требований и особенностей технологического процесса)

• кадрового сопровождения.

Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальности, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.

Наиболее распространённые SCADA - системы

• Genesis (Iconics Co) – США;

• InTouch (Wonderware) – США;

• Citect (CI Technology) – Англия;

• TraceMode (AdAstrA) - Россия;

• MasterSCADA (InSAT Company) - Россия;

• FIX (Intellution ) - США;

• Factory Link (United States Data Co) - США;

• RealFlex (BJ Software Systems) - США;

• Sitex (Jade Software) - Великобритания;

• Cimplicity (GE Fanuc) - США;

• САРГОН (НВТ - Автоматика) – Россия.

Структура SCADA – систем

Любая SCADA-система является независимой разработкой и имеет уникальные функции и архитектурные решения. Общим же для современных систем является многоуровневость. Как правило, это двухуровневые системы, так как именно на этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими процессами. Специфика каждой конкретной системы управления определяется используемой на каждом уровне программно - аппаратной платформой.

• Нижний уровень - уровень объекта (контроллерный)

• Верхний уровень - диспетчерский пункт (ДП)

Нижний уровень - включает различные датчики для сбора информации о ходе технологического процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию контроллерам, которые могут выполнять следующие функции:

• сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса;

• управление электроприводами и другими исполнительными механизмами;

• решение задач автоматического логического управления и др.

К аппаратно-программным средствам контроллерного уровня управления предъявляются жесткие требования по надежности, времени реакции на исполнительные устройства, датчики и т.д. Программируемые логические контроллеры должны гарантированно откликаться на внешние события, поступающие от объекта, за время, определенное для каждого события.

Верхний уровень - включает, прежде всего, одну или несколько станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же может быть размещен сервер базы данных, рабочие места (компьютеры) для специалистов и т. д. Часто в качестве рабочих станций используются ЭВМ. В настоящее время направление АСУТП является одним из приоритетных векторов развития компании «Юримов». Расширяется функциональность приборов, совершенствуется программное обеспечение. Большое внимание уделяется обратной связи – тесному деловому сотрудничеству с заказчиками, оперативной реакции на вопросы и предложения.