Файл: Методические указания по подготовке к экзамену на повышение квалификации Электромеханик по средствам автоматики и приборам технологического оборудования.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.05.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Акционерное общество «Уральская Сталь»МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по подготовке к экзамену на повышение квалификации«Электромеханик по средствам автоматики и приборам технологического оборудования»Квалификация: 5-6 разрядыг. Новотроицк2020Содержание Специальная часть Состав персонального компьютера: основные характеристики. Безбумажный видеографический регистратор Возможные неисправности датчиков давления и способы их устранения Инфракрасный пирометр: принцип работы, характеристики и примеры применения. Термопары: принцип действия, градуировки, преимущества и недостатки. Микропроцессор персонального компьютера: функции, структура и технические характеристики. Датчики измерения расхода: принципы измерения, примеры применения, достоинства и недостатки. Датчики измерения давления: принципы измерения, технические характеристики и схема подключения. Мегомметр: назначение, требования безопасности при применении. Термометры сопротивления: принцип действия, градуировка, схемы подключения. Программируемые логические контроллеры: назначение, состав, применение и преимущества Сетевое оборудование автоматизированной системы управления технологическим процессом. Цифро-аналоговый преобразователь: назначение, применение и характеристики. Аналогово-цифровой преобразователь: назначение, применение и характеристики. Топология сетей: достоинства и недостатки. Средства измерения в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом Специальная часть 1.1 Состав персонального компьютера: основные характеристики.Персональный компьютер представляет собой сложное электронное устройство, предназначенное для выполнения широкого круга задач. Это могут быть различные вычисления, расчеты, прослушивание музыки, просмотр видео, различные офисные задачи, игры и многое другое.Персональный компьютер может быть стационарным или мобильным. К мобильным компьютерам относят ноутбуки, нетбуки и планшеты.Стационарный компьютер также в последнее время претерпел изменения, но в большинстве случаев представляет собой системный блок, монитор, устройства ввода (клавиатура и мышь), аудиоустройства (колонки, наушники и микрофон), а также другие периферийные устройства (принтер, сканер и т.п.).Для нормального функционирования персонального компьютера необходим лишь системный блок, монитор, клавиатура и мышь.Так же необходима операционная система, в большинстве случаев используют Windows, но так же можно использовать Linux.Системный блокОсновным узлом персонального компьютера является системный блок. Он представляет собой корпус, чаще всего металлический вертикальный коробок, на передней панели которого расположены кнопки включения и дисководы. На заднюю стенку выведены все необходимые разъемы и кабели. Системный блок состоит из блока питания, материнской платы (она же системная плата или «материнка»), жесткого диска (HDD), видеокарты, процессора (CPU), оперативной памяти (ОЗУ), дисководов (CD/DVD), звуковой платы и сетевой платы. Зачастую сетевая и звуковая платы выполняются интегрированными в материнскую плату, то есть радиоэлементы платы распаяны прямо на материнской плате.Блок питанияБлок питания выполнен в виде отдельного коробка, который расположен вверху сзади системного блока и имеет несколько кабелей питания всех элементов системного блока. Материнская платаМатеринская плата является самой большой в системном блоке печатной платой, на которую устанавливаются все основные узлы компьютера (CPU, ОЗУ, видеокарта), также она имеет разъемы для подключения жесткого диска и дисководов, а также шлейфов портов USB и разъемы, выходящие на заднюю панель корпуса. Материнская плата выполняет согласование работы всех устройств компьютера.ПроцессорПроцессор представляет собой микросхему, предназначенную для выполнения основных вычислительных операций. Процессоры выпускаются двумя фирмами AMD и Intel. В зависимости от производителя процессора отличается и разъем (место его установки), поэтому при выборе материнской платы следует это не забывать. Вы просто не вставите процессор AMD в материнскую плату для процессоров Intel.ВидеокартаВидеокарта представляет собой отдельную печатную плату, установленную в разъем PCI Express материнской платы и предназначена для вывода изображения на экран монитора. Она обрабатывает полученную информацию и преобразует в аналоговый и цифровой видеосигнал, который через разъем по кабелю поступает на монитор. На видеокарте, как правило, установлен процессор (GPU) и оперативная видеопамять.Оперативная памятьОперативная память представляет собой одну или несколько небольших плат, установленных в специальные разъемы на материнской плате (DDR). Оперативная память обеспечивает временное хранение промежуточных данных при работе компьютера. Оперативная память характеризуется скоростью доступа и объемом памяти. На сегодняшний день наиболее быстрая память имеет стандарт DDR4.Жесткий дискЖесткий диск является постоянным хранилищем данных, это могут быть как пользовательские данные, так и системные или временные. На жестком диске хранится операционная система, без которой нормальная работа компьютера будет невозможна. Также операционная система может использовать жесткий диск для сохранения содержимого оперативной памяти (например, в режиме гибернации). Представляет собой жесткий диск закрытый металлический параллелепипед, который через разъем (SATA) подключается к материнской плате.МониторМонитор компьютера служит для графического представления информации, которая безусловно понятно пользователю ПК. В последнее время выпускаются исключительно жидкокристаллические дисплеи (ЖК). Мониторы могут быть оснащены цифровым и/или аналоговым видео разъемами (DVI, HDMI).КлавиатураКлавиатура является неотъемлемым устройством ввода любого компьютера. Клавиатура представляет собой группы клавиш для ввода символьной информации. Также многие современные клавиатуры оснащаются дополнительными клавишами, например, для управления медиаплеерами и различными программами.МышьМышь предназначена для перемещения системного указателя по объектам операционной системы – окнам. Обычно мышь имеет две кнопки и колесо прокрутки. Технически мыши могут быть оптическими и лазерными. Последние имеют более высокую точность и качество работы.Дополнительные периферийные устройства персонального компьютера выполняют роль помощников и предназначены для расширения возможностей персонального компьютера. Аудиоколонки (динамики) предназначены для воспроизведения звука, принтер – для получения бумажной копии любого электронного документа или изображения, сканер – позволяет создать электронный образ с бумажного носителя и т.д. К компьютеру можно подключить и другие периферийные специализированные и диагностические устройства, которые практически безгранично расширяют область его применения. Безбумажные видеографические регистраторы Регистраторы видеографические — важная часть любой АСУ ТП. Видеографические регистраторы позволяют измерять, регулировать и регистрировать температуру или другие неэлектрические величины (частота, давление, расход и т.д.) преобразованные в унифицированные электрические сигналы силы тока, напряжения или активное сопротивление постоянному току. Также регистраторы видеографические (безбумажные) позволяют передавать данные в системы верхнего уровня по цифровым интерфейсам RS-232, RS-485 (Modbus RTU) и Ethernet (Modbus TCP).Видеографические регистраторы отличаются от бумажных моделей способом хранения архивных данных. Безбумажные регистраторы позволяют сохранять всю полученную информацию во внутренней памяти прибора. Архивные данные можно перенести на ПК при помощи USB картs памяти или по цифровому интерфейсу Ethernet.Видеографические регистраторы позволяют визуализировать данные в виде графика, гистограммы, таблицы, стрелочного индикатора, комбинированных вариантов или «мнемосхем». Вся информация отображается на встроенном цветном LCD-экране.Видеографический безбумажный регистратор ЭЛМЕТРО-ВиЭР-104КВидеографический безбумажный регистратор ЭЛМЕТРО-ВиЭР-104К (10,4”) предназначен для измерения, регистрации, визуализации и преобразования электрических сигналов от датчиков и приборов: тока и напряжения постоянного тока, сопротивления, термометров сопротивления, термопар, пирометров, цифровых сигналов (RS-485, CAN, Ethernet), а также вычисления расхода сред. Регистратор выполнен в щитовом исполнении. Регистратор имеет экран с сенсорной клавиатурой (емкостного типа), общепромышленное и взрывозащищенное ([Exia] IIC) исполнения. Во взрывозащищенном исполнении все входы имеют взрывозащиту вида "искробезопасная электрическая цепь" с маркировкой [Exia] IIC.Регистраторы ЭлМетро-ВиЭР-104К предназначены для замены бумажных самописцев и могут выступать как системы сбора и передачи данных в систему управления, т.к. имеют интерфейсы RS-485 (Modbus RTU), CAN 1.0/2.0 и Ethernet (Modbus TCP). Регистраторы ЭЛМЕТРО-ВиЭР-104К выполняют функции регулирования, сигнализации, математической обработки измеряемых параметров. Отображение измеряемых параметров может производиться в виде трендов, шкал, чисел, трендов + шкал, циферблатов и мнемосхем с широким выбором настроек отображения.Использование мнемосхем техпроцесса намного облегчает понимание информации, особенно в аварийных ситуациях на объекте. Жидкокристалический дисплей с сенсорной клавиатурой упрощает процесс конфигурирования и управления регистратором. Имеется возможность построения распределенных систем сбора и регистрации данных на базе регистратора ЭЛМЕТРО-ВиЭР-104К, используя внешние модули ввода вывода ЭЛМЕТРО-МВВ. Регистраторы могут использоваться практически во всех отраслях промышленности, в том числе для ответственных и опасных производств:Металлургия – многоканальные исполнения (контроль большого количества параметров), вандалоустойчивая конструкция (лицевая панель защищена закаленным стеклом 5мм); Энергетика и Машиностроение – одно и двухканальные исполнения (установка на оперативный контур, прокатные линии и прочее); Нефтяные, химические и газовые производства – взрывозащищенное исполнение. Благодаря расширенным математическим и логическим возможностям, могут выполнять функции схожие с возможностями промышленных контроллеров с поддержкой ПИД-регулирования. Также могут использоваться в качестве вычислителей расхода сред по перепаду давления, корректоров газа (вычисление расхода в соответствии с ГОСТ 8.586.(1-5)-2005). Технические характеристики:Модель ЭлМетро-ВиЭР-104К имеет металлический корпус, на лицевой панели TFT-дисплей диагональю 264 мм (10,4”) и разрешением 800х600 пикселей. Подсветка дисплея – светодиодная. Лицевая панель полностью закрыта закаленным стеклом толщиной 5 мм, что обеспечивает защиту дисплея от механических повреждений, а также от пыли и влаги. Клавиатура сенсорная (емкостного типа), «нажатие» на кнопку сопровождается свечением светодиода над ней. Многоканальные регистраторы имеют «слотовую» конструкцию (cлот – разъем для установки платы). Имеется 6 слотов ввода/вывода, в которые, устанавливаются те или иные платы (платы аналоговых входов, платы токовых выходов и т.д.), тип и количество плат определяется при заказе. Центральный процессор регистратора производит опрос всех аналоговых, дискретных и частотно-импульсных входов, выдает команды управления токовыми выходами и выходными реле. Обработанная процессором информация хранится во внутренней энергонезависимой памяти и отображается на дисплее. Конструкция регистратора исключает наличие коммутатора. Каждый аналоговый вход имеет свой АЦП. Таким образом, опрос каналов идет параллельно, т. е. все каналы опрашиваются одновременно. Благодаря этому достигается более высокая надежность и быстродействие – цикл измерения по всем каналам 0,1 с. Встроенные интерфейсы позволяют обмениваться данными с компьютером или с другими устройствами с интерфейсами.Регистраторы ЭЛМЕТРО-ВиЭР-104К имеют три исполнения: общепромышленное (многоканальное); общепромышленное одно- и двухканальное; взрывозащищенное (ВиЭР-104К-Ex) - маркировка взрывозащиты [Exia] IIC. Максимальное количество математических каналов до 64.Максимальное количество каналов можно увеличить до 64 при подключении внешних модулей ввода вывода ЭЛМЕТРО-МВВ или ЭЛМЕТРО-МВВ-02-Ex.Для обеспечения питания подключаемых датчиков в конфигурацию регистратора может входить: одноканальный источник питания (на плате 1АВ1АЕ1ИП): выходное напряжение – (24±2) В; максимальный выходной ток – 25 мА; встроенная защита от КЗ и перегрузки; напряжение изоляции – 1500 В (среднеквадратическое значение) ко входу питания 220В;

Типы и виды термопар

Схема подключения термопары

Точность измерения

Быстродействие измерения

Проверка работоспособности термопары

Преимущества и недостатки использования термопар



Модули ввода-вывода предназначены для преобразова­ния входных аналоговых и дискретных сигналов в цифровую форму и выдачи управляющего воздействия в виде аналогового или дис­кретного сигнала. Модули аналогового ввода рассчитаны на ввод унифицированных сигналов тока (0...5 мА, 0(4)...20мА) и напряже­ния (0... 10 В, ±10 В). Имеются специализирован­ные модули аналогового ввода, рассчитанные на непосредственное подключение различных датчиков (например, термопар или термо­сопротивлений). Модули аналогового вывода преобразуют циф­ровой сигнал в унифицированный сигнал тока или напряжения. Модули дискретного ввода-вывода чаще всего работают с низко­уровневыми дискретными сигналами (24 В постоянного тока). Не­которые модели контроллеров располагают модулями дискретного ввода высокоуровневых сигналов постоянного или переменного тока (до 250 В) и модулями дискретного вывода, организованных с использованием тиристоров, симисторов (до 250 В, 300...500 мА) и сильноточными реле (250 В, 2 А).

Модули связи и интерфейсов обеспечивают связь контроллеров с верхним уровнем, а также между собой. В практике построения АСУТП используются различные интерфейсы и прото­колы передачи данных посредством сети. Как правило, это последо­вательные интерфейсы (RS-232, 422, 485, ИРПС) или сетевые про­токолы (Еthernet, Profibus, САN, Мodbus и др.).

Все современные ПЛК обладают развитыми программными средствами. Несмотря на существование международного стандар­та на языки программирования программируемых логических кон­троллеров 1ЕС 61131-3 многие производители снабжают свои кон­троллеры технологическими языками собственного производства

Технологические языки программирования позволяют проводить опрос входов и инициализацию выходов, обрабатывать арифмети­ческие и логические инструкции, управлять таймерами-счетчика­ми, осуществлять связь с другими ПЛК и компьютером.

Наиболее популярны в нашей стране ПЛК таких зарубежных про­изводителей, как Аllen-Вгаdlеу, Siemens, АВВ, Modicon, Bailey, и такие отечественные модели, как «Ремиконт», «Микродат», «Эмикон».

РС-совместимые контроллеры. Это контроллеры, выполненные на базе компьютера.

Первое и главное преимущество РС-контроллеров связано с их открытостью, т. е. с возможностью применять в АСУТП самое со­временное оборудование, только-только появившееся на мировом рынке, причем оборудование для РС-контроллеров сейчас выпу­скают уже не десятки, а сотни производителей, что делает выбор достаточно широким. Это очень важно, если учесть, что модерни­зация АСУТП идет поэтапно и занимает длительное время, иногда несколько лет. Пользователь АСУТП уже не находится во власти одного производителя (как в случае с ПЛК), который навязывает ему свою волю и заставляет применять только его технические ре­шения, а сам может сделать выбор, применяя те подходы, которые в данный момент его больше всего устраивают. Он может теперь применять в своих системах продукцию разных фирм, следя толь­ко, чтобы она соответствовала определенным международным или региональным стандартам. Второе важное преимущество РС-совместимых контроллеров заключается в том, что в силу их «род­ственности» с компьютерами верхнего уровня не требуются допол­нительные затраты на подготовку профессионалов, обеспечиваю­щих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять (и это подтверждается на практике) специалисты, обеспечивающие экс­плуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает процедуры их экс­плуатации, что в конечном счете приводит к общему снижению за­трат на создание или модернизацию АСУТП.


Контроллер на базе компьютера — РС-совместимый контрол­лер, кроме выполнения функций, характерных для ПЛК, — обла­дает большими возможностями. Так, например, на него можно воз­ложить функции работы с сетями, интерфейса человек-машина, поддержку различных баз данных и более дружественного интер­фейса пользователя. Таким образом, РС-контроллер можно считать РС-совместимой программируемой системой, которая выполняет строго определенную задачу, но с возможностью гибкого ее пере­программирования.