Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ проблемы и постановка задачи
1.1. Особенности управления технологическими процессами винодельческих производств 10
1.2. Проблема выбора критериев качества управления 12
1.3. Анализ методов робастного управления 20
1.4. Анализ программно-технических средств для реализации робастных систем управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов 32
1.5. Выводы по первой главе 39
Глава 2. Математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов
2.1. Дифференциальные уравнения электротехнологических процессов термообработки виноматериалов 43
2.2. Передаточные функции электротехнологических процессов термообработки виноматериалов 47
2.3. Требования к электрическим устройствам, используемым при термообработке виноматериалов 52
2.4. Электротехнология термообработки виноматериалов 55
2.5. Выводы по второй главе 56
Глава 3. Методы робастного управления термообработкой виноматериалов
3.1. Условия робастности систем управления с транспортным запаздыванием 57
3.2. Робастное управление системами с неточно заданными параметрами объектов 62
3.3. Синтез корректирующих устройств для робастных систем с неточно заданными параметрами объектов 70
3.4. Выводы по третьей главе 74
Глава 4. Разработка и внедрение микропроцессорной системы робастного управления термообработкой виноматериалов
4.1. Применение SCAD А- пакета программ Labtech Control для управления процессами термообработки виноматериалов 75
4.2. Разработка микропроцессорной системы управления термообработкой виноматериалов 79
4.3. Разработка программируемых систем отображения информации 85
4.4. Разработка виртуальных компьютерных пультов 88
4.5. Оценка экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов 105
4.6. Выводы по четвертой главе 114
Заключение 115
Список литературы 116
Приложение
- Особенности управления технологическими процессами винодельческих производств
- Дифференциальные уравнения электротехнологических процессов термообработки виноматериалов
- Условия робастности систем управления с транспортным запаздыванием
- Применение SCAD А- пакета программ Labtech Control для управления процессами термообработки виноматериалов
Введение к работе
Автоматизация технологических процессов и производств способствует повышению производительности труда, качества выпускаемой продукции и снижению удельных энергозатрат при ее производстве.
В диссертационной работе рассматриваются технологические процессы виноделия, которое является одной из ведущих отраслей агропромышленного комплекса. Важной составной частью этих технологических процессов являются процессы термообработки виноматериалов в резервуарах с «рубашкой», по которой циркулирует тепло- или хладоноситель [6].
Процессы термообработки относятся к числу энергоемких и характеризуются большой инерционностью. Это связано с тем, что объемы резервуаров, используемых в винодельческом производстве колеблются от 500 до 6000ч-10000 дал (1 дал равен 10 литрам), при этом температура термообработки виноматериалов изменяется в широком диапазоне (40 4- 45 С, 60 4- 65 С, 12 4- 14 С, -3 4- -5 С и т.д.) [27]. Поэтому повышение точности управления процессами термообработки виноматериалов в резервуарах, с целью снижения энергозатрат на процессы нагрева и охлаждения, является актуальной проблемой, т.к. влияет на качество выпускаемой продукции и ее себестоимость.
Повышение точности управления указанными технологическими процессами виноделия достигается не только при внедрении новых, более совершенных технических средств, но и благодаря использованию методов и алгоритмов управления, наиболее полно учитывающих особенности управляемых процессов.
К таким особенностям следует отнести частичное или полное отсутствие информации о статистических характеристиках действующих на систему управления возмущений и наличие доверительных интервалов для параметров системы.
Отметим, что неточное знание параметров системы обусловлено двумя основными причинами.
Во-первых, все измерения выполняются с некоторыми погрешностя-
5 ми.
Во-вторых, параметры виноматериалов (удельные теплоемкость и плотность, а также теплопроводность), используемых для изготовления одних и тех же сортов вин (херес, мадера, портвейн или шампанское), но поставленных различными производителями, имеют несколько отличающиеся значения.
В результате, при идентификации системы управления, т.е. определении системы дифференциальных уравнений, описывающих ее состояние, или совокупности передаточных функций данной системы, вместо точных значений их параметров, исследователи получают лишь статистические оценки и доверительные интервалы для этих оценок.
Поэтому при управлении процессами термообработки виноматериалов целесообразно использовать робастные методы, обеспечивающие достижение высокого качества управления при изменении статистических характеристик возмущений в широких пределах, а при расчетах оптимальных параметров настройки регуляторов температуры виноматериалов необходимо учитывать существующий разброс значений параметров управляемых объектов.
Отметим, что название «робастный» происходит от английского слова robust, имеющего значения: сильный, крепкий, грубый.
Различные методы управления технологическими процессами представлены в работах отечественных и зарубежных ученых [1 - 119]. Однако, не решенной до конца, остается проблема разработки методов управления, не утрачивающих своей эффективности в характерных для винодельческого производства условиях информационной неопределенности (неполноте или даже отсутствии достоверной информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий, влияющих на контролируемые параметры технологических процессов, неточно заданных параметрах динамических характеристик управляемых объектов). Недостаточно также освещена проблема достижения многокритериального оптимума управления в случае систем с транспортным запаздыванием.
Таким образом, разработка робастных методов и программно-
технических средств управления технологическими процессами виноделия с учетом неполной управляемости объектов, наличия ограниченного объема информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий и других специфических свойств указанных процессов является актуальной задачей.
Диссертационная работа посвящена решению изложенных выше актуальных проблем и задач. Ее результаты отражены в публикациях [120 - 123]. Они нашли практическое применение:
1. При управлении технологическими процессами термообработки
виноматериалов в резервуарах на ОАО «Корнет» (г. Москва).
2. В учебном процессе, методических пособиях, лабораторных работах
и лекциях для студентов Российского государственного аграрного заочного
университета (РГАЗУ).
2. В учебном процессе, методических пособиях, лабораторных работах и лекциях для студентов Московского государственного университета технологий и управления (МГУ ТУ).
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации доложены, обсуждены и одобрены на X Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (г. Москва, 2004 г.).
Основное содержание диссертационной работы представлено в четырех главах.
В первой главе анализируются литературные источники, рассматриваются особенности управления технологическими процессами виноделия. В результате установлено, что актуальна разработка методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик аддитивных возмущающих воздействий в широких пределах. Анализируется эффективность существующих методов управления, применимых при отсутствии информации о статистических характеристиках возмущающих воздействий. Рассматриваются также критерии управления и ограничения при их оптимизации. Представлен обзор программного обеспе-
7 чения SCADA, предназначенного для создания программируемых систем отображения информации о технологических процессах в реальном масштабе времени. В заключение главы даны выводы, определяющие конкретные задачи диссертационной работы.
Во второй главе рассматриваются задачи математического моделирования электротехнологических процессов термообработки виноматериалов. При этом получены дифференциальные уравнения и передаточные функции, описывающие динамику указанных процессов. Показано, что передаточные функции моделируемых процессов с любой требуемой точностью можно аппроксимировать произведением передаточных функций звена транспортного запаздывания и нескольких последовательно соединенных инерционных звеньев. Установлены также требования к электрическим устройствам, используемым при термообработке виноматериалов
Третья глава посвящена обобщению методов модального робастного управления на случай систем с транспортным запаздыванием и неточно заданными параметрами объектов. При этом с учетом существующих доверительных интервалов для параметров объекта определен вид его передаточной функции, которую рекомендуется использовать при расчетах параметров настройки регуляторов. Разработан также метод синтеза устройств для коррекции сигналов задания, применимый в системах с неточной заданными параметрами объектов.
В четвертой главе решается комплекс задач по внедрению разработанных методов управления в производство. При этом обосновывается целесообразность использования SCADA- пакета программ Labtech Control, позволяющих создавать программируемые системы отображения в реальном масштабе времени информации о параметрах технологических процессов виноделия. Разработаны методы построения виртуальных компьютерных пультов управления для операторов-технологов АСУТП, динамических мнемосхем, гибкого ассоциативного человеко-машинного интерфейса на базе SCADA- пакета программ Labtech Control. Приводится описание разработанной системы управления термообработкой виноматериалов на базе
8 программируемой микропроцессорной модульной системы Analog Devices. Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
Разработан эффективный метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов, применимый в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик действующих на систему возмущений и параметров динамических характеристик объекта.
Разработан метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информационной неопределенности относительно параметров динамических характеристик объекта.
Разработана электротехнология термообработки виноматериалов, применение которой способствует повышению пространственной однородности температурных полей в акратофорах с виноматериалами.
Разработаны математические модели электротехнологических процессов термообработки виноматериалов в виде дифференциальных уравнений и передаточных функций.
Разработана методика оценки экономической эффективности методов управления термообработкой виноматериалов.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Метод робастного модального управления термообработкой виноматериалов в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик возмущающих воздействий и параметров динамических характеристик объекта.
Метод синтеза корректирующих устройств, позволяющих повысить качество переходных процессов в системе управления термообработкой виноматериалов при резких изменениях сигнала задания в условиях информа-
9 ционной неопределенности относительно параметров динамических характеристик объекта.
3. Математические модели электротехнологических процессов термо
обработки виноматериалов в виде передаточных функций.
4. Электротехнология термообработки виноматериалов, обеспечи
вающая повышение пространственной однородности температурных полей
в акратофорах с виноматериалами.
Диссертация выполнена на кафедре электрооборудования и автоматики Российского государственного аграрного заочного университета (РГАЗУ).
Особенности управления технологическими процессами винодельческих производств
Винодельческому производству присуща ярко выраженная тенденция повышения эффективности используемых методов управления технологическими процессами, обусловленная его интенсификацией и значительным сокращением доли ручного труда при выпуске винодельческой продукции.
Действительно, при использовании интенсивных технологий значительно возрастают удельные энергозатраты, а значит и экономические потери, связанные с нарушением нормального хода технологических процессов. Поэтому резко повышаются требования к точности управления, удовлетворить которым можно лишь благодаря использованию эффективных алгоритмов управления, созданных с учетом особенностей применяемых технологий, которые существенно влияют на процесс управления.
Поскольку развитие микропроцессорной техники позволяет применять для управления технологическими процессами виноделия самые разнообразные по сложности алгоритмы, то определяющим требованием к алгоритму управления становится его эффективность.
Таким образом, в винодельческом производстве имеются как экономические, так и технические предпосылки для использования высокоточных методов управления, реализуемых на базе микропроцессорной техники.
Рассмотрим особенности технологических процессов винодельческих производств, которые необходимо учесть при разработке для них алгоритмов управления.
В виноделии производственная технология тесно переплетается и увязывается с биологическими процессами в виноматериалах [6], для которых характерна непрерывность и цикличность, невозможность увеличения выпуска продукции (высококачественных вин) за счет ускорения производства.
В этих условиях одним из основных требований к устройствам управления является надежное поддержание условий наиболее благоприятных для качественной переработки виноматериалов, т.к. практически невозможно наверстать упущенное, путем интенсификации последующего периода [6].
Для выполнения этого требования необходимо обеспечить эффективное парирование возмущающих воздействий, влияющих на ход управляемых технологических процессов виноделия. Обычно эти воздействия имеют случайную природу, как, например, температура наружного воздуха, давление в резервуарах (акратофорах), состав сырья, влияющие на ход управляемых технологических процессов.
Для винодельческого производства характерно частичное, а значительно чаще полное отсутствие какой-либо информации о статистических характеристиках случайных возмущающих воздействий.
Такое положение складывается по разным причинам. Например, статистическое описание возмущающих воздействий может оказаться весьма сложным и построение для них адекватных математических моделей становится чрезвычайно затруднительным. Именно такая ситуация характерна для факторов, характеризующих состав сырья, ввиду их нестационарности и пространственной распределенности параметров.
В других случаях возмущающие воздействия могут быть недоступны прямому контролю, что также создает серьезные препятствия при их статистическом моделировании.
И, наконец, даже в тех случаях, когда построение указанных моделей не связано с какими - либо из перечисленных методических трудностей, для их создания необходимо привлекать высококвалифицированных специалистов, которые в условиях винодельческого производства далеко не всегда имеются.
Поэтому для управления технологическими процессами виноделия весьма актуальна разработка методов, обеспечивающих высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик возмущающих воздействий в широких пределах и в дальнейшем создание на их основе алгоритмов управления конкретными объектами.
Для многих технологических объектов виноделия характерна простран 12 ственная распределенность параметров [27], усложняющая математическое описание их динамики и влияющая на их управляемость.
Кроме того, сырье, от разных производителей отличается по составу, что приводит к изменению его характеристик, для математического описания которых приходится использовать статистические оценки, принадлежащие определенным доверительным интервалам.
Следовательно, методы робастного управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов необходимо разработать для систем с пространственно распределенными параметрами, значения которых принадлежат доверительным интервалам.
Высокая эффективность робастных методов управления технологическими процессами, при наличии аддитивных возмущающих воздействий с неизвестными статистическими характеристиками, подтверждается в работах [73, 100, 101].
Дифференциальные уравнения электротехнологических процессов термообработки виноматериалов
Процессы термообработки виноматериалов основаны на изменении их температуры в результате теплообмена с теплоносителем (нагрев виноматериалов, используемых для изготовления крепленых вин) или охладителем (охлаждение виноматериалов, используемых для изготовления шампанского).
Получим дифференциальное уравнение, описывающее процесс теплообмена между теплоносителем/хладоносителем и обрабатываемым винома-териалом.
Исследуемый процесс описывается известным уравнением температуропроводности [53]. Рассмотрим случай, когда температура теплоносителя/хладоносителя при его перемещении по трубе теплообменника изменяется настолько незначительно, что этим изменением можно пренебречь, т.е. выполняется еле 44 дующее равенство: T(z,r,t)\r=R=TR(t), (2.1.1) где z - вертикальная координата, значение которой равно нулю на дне акратофора; г - расстояние от центральной оси акратофора; t - переменная времени; T(z,r,t) - температура виноматериала в момент времени t в точке с пространственными координатами z и г; TR (t) - температура стенки трубы теплообменника; R - радиус акратофора.
Будем также считать, что теплоемкость стенок трубы теплообменника пренебрежимо мала, поэтому величину T {t) в равенстве (2.1.1) можно считать равной температуре теплоносителя/хладоносителя u(t). С учетом сделанных замечаний уравнение температуропроводности представим в виде dT(r,t)_ 2 dt d2T(r,t) t 1 dT(r,t) dr2 r дг (2.1.2) где а - коэффициент температуропроводности виноматериала; T(r,t) температура виноматериала на расстоянии г от центральной оси акратофора. Уравнение (2.1.2) решается при следующем граничном условии: T(R,t) = u(t). (2.1.3) Уравнение вида (2.1.2) решается с помощью разделения переменных, т.е. полагая, что T(r,t) = M(r)S(t), (2.1.4) и подставляя выражение (2.1.4) в уравнение (2.1.2), получим два обыкновенных дифференциальных уравнения Ш + а2к29(і) = 0; (2.1.5) dt d ц(г) 1 du(r) т 2 / ч л , +— - + кгм(г) = 0, (2.1.6) где к - вещественная постоянная величина. Уравнение (2.1.5) имеет решение 0(0 = Cie"" 2 2 , (2.1.7) где Q - вещественная постоянная величина. Уравнение (2.1.6) есть уравнение Бесселя, общий интеграл которого имеет вид ju(r) = C2J0 (кг) + C3Y(kr), (2.1.8) где С2 и Сз - постоянные интегрирования; JQ И YQ - функции Бесселя первого и второго рода нулевого порядка. Поскольку температура на оси цилиндра (г = 0) должна быть конечной величиной, a YQ(0) — оо, то из физических соображений решение (2.1.8) не должно содержать функцию YQ, а значит постоянная С$ должна быть равна нулю.
Как было установлено в предыдущем разделе, процессы термообработки виноматериалов описываются дифференциальными уравнениями в частных производных с постоянными коэффициентами. При решении задач управления такими процессами математический аппарат передаточных функций и частотных характеристик обычно оказывается более удобным, чем дифференциальные уравнения.
Поэтому определим вид передаточных функций каналов управления температурами T(r, t). При этом управляющим воздействием является температура теплоносителя/хладоносителя u(t), а сигналы на выходах управляемого объекта определяются температурами T{r, t).
Поскольку разность температур на оси акратофора и у его стенок не должна превышать допустимых значений, то должно выполняться неравенство \T(R,t)(0,t)\ AT, (2.2.1) где AT - допустимое отклонение температуры виноматериала от заданного в соответствии с требованиями технологии значения. Чтобы обеспечить выполнение неравенства (2.2.1) акратофоры выполняются в виде цилиндрических емкостей, высота которых значительно превосходит их радиус.
Таким образом, трансцендентную передаточную функцию (2.2.8), отвечающую объекту с пространственно распределенными параметрами, можно с любой требуемой точностью аппроксимировать выражением (2.2.10), описывающим объект с сосредоточенными параметрами.
Однако на практике, при идентификации объекта с передаточной функцией (2.2.10), могут возникнуть сложности, связанные с необходимостью определять значения большого числа коэффициентов Ък и ак, т.к. порядки полиномов п в числителе и знаменателе передаточной функции (2.2.10) обычно весьма значительны. Поэтому целесообразно упростить выражение (2.2.10).
С этой целью разобьем все внутреннее пространство акратофора на множество весьма малых, соприкасающихся между собой кубических элементов, и представим процесс теплопередачи от теплоносителя/охладителя к точке с координатами (г = 0, h/2) в виде совокупности процессов теплообмена между соседними элементами.
В физическом плане каждый из каналов представляет множество соприкасающихся между собой элементарных объемов, первый из которых соседствует с трубой, по которой циркулирует теплоноситель/охладитель, а последний имеет центром точку с координатами (г = 0, /г/2), в которой находится датчик температуры.
В целях создания в акратофоре равномерного температурного поля установим необходимые для этого требования к электрическим устройствам, обеспечивающим нагрев/охлаждение виноматериалов, поскольку для электротехнологических процессов значительно упрощается решение задач управления, сравнительно с другими технологическими процессами сельскохозяйственного производства.
Определим минимальную мощность Wm[n электрического нагревателя/охладителя, необходимую для поддержания заданного значения 3д температуры виноматериала у в акратофоре.
Теперь оценим, какую минимальную скорость Dmjn циркуляции теп лоносителя/хладоносителя должен обеспечивать электронасос, чтобы неравномерность температурного поля в акратофоре не превышала заданную.
Условия робастности систем управления с транспортным запаздыванием
Отметим одно важное обстоятельство, связанное с использованием показателя т, а именно, нарушение ограничения (1.2.12) при рассмотрении систем, включающих в себя звенья транспортного запаздывания.
Выше было установлено, что объекты, входящие в состав систем управления электротехнологическими процессами термообработки виноматериалов содержат звено транспортного запаздывания. Это следует из выражения (2.2.22) для передаточных функций данных объектов по каналу управления температурой виноматериалов.
Принимая во внимание равенства (3.1.1) и (3.1.3) - (3.1.6) приходим к выводу о неограниченном возрастании модуля и убывании фазы расширенной по m КЧХ объекта, что приводит к обязательному охвату точки с координатами (-1, /0) годографом расширенной КЧХ разомкнутой системы Wpc(-mco + ico).
Следовательно, сделанное выше предположение о существовании тп О нарушается, и полученное противоречие свидетельствует о невозможности выполнения ограничения (1.2.12) для систем с транспортным запаздыванием.
Однако нарушение ограничения (1.2.12) вовсе не препятствует его ис 59 пользованию для систем с транспортным запаздыванием, т.к. данное ограничение достаточно выполнить лишь для доминирующих корней характеристического уравнения замкнутой системы, оказывающих наибольшее влияние на качество управления.
Таким образом, на основании проведенного анализа можно сделать вывод, что при оптимизации систем с транспортным запаздыванием, требования (1.3.7) должны выполняться лишь для доминирующих полюсов, т.е. в выражении (1.3.7) необходимо величину п (число полюсов системы) заменить на Пц (число доминирующих полюсов).
На практике решение задачи идентификации объектов управления позволяет определить параметры их динамических характеристик с некоторой погрешностью, которую необходимо учитывать при расчетах параметров настройки регуляторов.
Рассмотрим задачу управления объектами, у которых передаточные функции каналов управления контролируемыми технологическими параметрами заданы выражением (2.2.22). Предположим, что в результате решения задачи идентификации объекта для параметров передаточной функции (2.2.22) с доверительной вероятностью Рдр были установлены следующие интервалы: Коб-Коб\ АКоб; (3.2.1) АТв, 0 = \,L\ (3.2.2) \т-Ат\ Ат, (3.2.3) где К0б, TQ И f - оценки параметров K0fi, TQ И Г , а 2АКоб, 2ATQ И 2AT - ширина соответствующих этим оценкам доверительных интервалов.
Задачу управления объектом (2.2.22) приходится решать в условиях информационной неопределенности относительно статистических характеристик действующих на объект возмущений. Поэтому для эффективного управления рассматриваемым объектом целесообразно использовать роба-стные методы, обеспечивающие высокое качество управления при возможных изменениях статистических характеристик возмущений в весьма широких пределах.
Поскольку представленные на рис. 3.1 графики АЧХ замкнутой системы характеризуют ее колебательность, то можно сделать вывод, что при изменении параметров объекта в интервалах, заданных равенствами (3.2.28) и (3.2.29), наибольшая колебательность имеет место в том случае, когда передаточная функция объекта задана выражением (3.2.31).
Следовательно, использование для расчетов параметров настройки регуляторов в соответствии с требованием (1.3.6) передаточной функции объекта вида (3.2.26) позволяет выбором подходящего значения величины тп обеспечить желаемую колебательность системы при изменении параметров объекта в заданных доверительных интервалах (3.2.1) - (3.2.3).
Таким образом, проделанные численные расчеты убедительно подтверждают теоретический вывод о целесообразности использования передаточной функции (3.2.26) при определении значений параметров настройки типовых астатических регуляторов в системах с неточно заданными параметрами объектов.
Применение SCAD А- пакета программ Labtech Control для управления процессами термообработки виноматериалов
В замкнутых системах управления для сопряжения сигналов между датчиками, исполнительными механизмами и управляющим IBM PC совместимым компьютером необходимо использовать специальные устройства, к числу которых относится программируемая микропроцессорная модульная система (ПММС) фирмы Analog Devices. Базовым программным обеспечением, поддерживающим ПММС и поставленным с ней в комплекте, является SCADA-пакет программ Labtech Control.
Программный пакет Labtech Control, предназначен для реализации в реальном масштабе времени контрольно-измерительных функций и функций управления технологическими процессами и представляет собой целостную, интегрированную программную среду, ориентированную для использования в НИР, НИОКР и реальных технологических процессах. Данный пакет программ предоставляет всесторонние возможности для: мониторинга и управления технологическими процессами; разработки операторских человеко-машинных (MMI) интерфейсов и систем отображения в реальном масштабе времени; анализа и обработки измерительных данных в темпе их поступления и сбора; построения распределенных систем управления на базе компьютерных и промышленных сетей с открытой архитектурой. Пакет Labtech Control имеет графический пользовательский интерфейс, который прост в освоении и не требует от пользователя специализированных знаний в области программирования.
Пакет Labtech Control обеспечивает разработчика гибкими и мощными средствами для реализации мониторинга и управления, позволяющими конфигурировать системы контроля и управления с различными частотами дискретизации, типами датчиков и исполнительных механизмов, функциями и алгоритмами управления.
Используя преимущества современного информационных технологий, пакет Labtech Control эффективно применяет World Wide Web для удаленного доступа к системам сбора данных и управления в реальном масштабе времени. Программный модуль Realtime Remote, входящий в состав пакета Labtech Control, позволяет разрабатывать динамические Web-страницы, с помощью которых можно осуществлять контроль за параметрами технологического процесса из любого удаленного места на земном шаре. Realtime Remote посылает Web-данные непосредственно с базирующейся на персональном компьютере главной системы. Это исключает необходимость в отдельном Web-сервере, который требуется большинством других программных продуктов для управления. Объекты для Web-просмотра автоматически инсталлируются на клиентский персональный компьютер. Программное обеспечение затем незамедлительно отображает данные в реальном масштабе времени в Netscape Navigator, MS Internet Explorer или виртуально в любом базирующемся на PC приложении, включая Excel, Word и AutoCad.
Пакет Labtech Control: -позволяет производить в реальном времени: многозадачный сбор, визуализацию, регистрацию данных и управление технологическими процессами в реальном времени; -имеет объектно-ориентированную программную среду разработки, не требующую непосредственного программирования; -имеет открытую архитектуру, позволяющую поддерживать свыше 1000 устройств ввода-вывода, выпускаемых различными фирмами производителями; -позволяет реализовать дистанционный контроль технологических процессов в реальном времени посредством любой, базирующейся на протоколе TCP/IP компьютерной сети, включая Intranet и World Wide Web; - обладает продвинутой процедурой настройки замкнутых систем ПИД управления; - поддерживает высокоскоростной прямой доступ к памяти; - позволяет реализовывать каскадное управление; - осуществляет в темпе поступления информации, в реальном масштабе времени математические, статистические и логические операции над данными; - позволяет производить измерения с повышенной точностью с помощью термопар, с применением цифровой фильтрации; -позволяет производить имитационное моделирование технологических процессов объектов, процессов и систем автоматического управления.
Указанные достоинства пакета Labtech Control послужили основанием для его выбора в качестве программного средства при практической реализации систем управления процессами термообработки виноматериалов.
На основе результатов, полученных в данной диссертационной работе, разработана микропроцессорная система, предназначенная для управления термообработкой виноматериалов. Она представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий в себя: - IBM PC совместимый компьютер; - систему связи с технологическим объектом управления, реализованную в виде программируемой микропроцессорной модульной системы (ПММС) Analog Devices (серии 6В: микропроцессорные модули серии 6В: 6В11, 6В12, 6В21, 0A24OQA; объединительную плату 6ВР04-2, цифровую сетевую плату 6В50-1, цифровую монтажную плату DB-24); - стойку управления с блоком согласующих преобразователей; - имитационный стенд натурного моделирования - SCADA-подобный пакет программ Labtech Control; - программный пакет Maple 6.0, предназначенный для разработки программ, ориентированных на решение математических задач и алгоритмов с помощью численных и символьных методов. - датчики температуры (в качестве которых используются термометры сопротивления: П-1 X 89443, П-1 Г 94565, ТСП-08-79-01); - резервуар (для работы в промышленных условиях), в котором производится термообработка виноматериала (в лабораторных условиях используются емкости - имитаторы резервуара);
