ООО «ГАЗПРОМ»
Управление кадров и социального развития
Волгоградский колледж газа и нефти
Информационные технологии
в профессиональной деятельности
Методические указания и контрольные задания для студентов заочников
образовательных учреждений
среднего профессионального образования
по специальности 1701
«Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования»
2004г.
2
Методические указания составлены
в соответствии с рабочей программой
по дисциплине «Информационные
технологии в профессиональной деятельности»
по специальности 1701 «Монтаж и техническая
эксплуатация промышленного оборудования».
Составитель: Балаянц Иосиф Борисович, ведущий инженер по АСУ
службы Автоматизации Астраханского ГПЗ
Рецензенты: Артюхов Виктор Васильевич, начальник участка
службы Автоматизации Астраханского ГПЗ
Оглавление
Введение
Тематический план дисциплины
Методические указания по изучению каждого раздела и вопросы для
самоконтроля
Раздел 1. Основные принципы, методы и свойства информационных
и коммуникационных технологий, их эффективность
Раздел 2. Автоматизированные рабочие места, их локальные и отраслевые сети
Раздел 3. Прикладное программное обеспечение и информационные
ресурсы
Раздел 4. Интегрированные информационные системы, проблемноориентированные пакеты прикладных программ по отрасли и сфере
деятельности
Раздел 5. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений
Раздел 6. Моделирование и прогнозирование в профессиональной
деятельности
Основная и дополнительная литература
Задания на первую контрольную работу
Задания на вторую контрольную работу
Вопросы и задания к экзамену по дисциплине
Подробное оглавление
Стр.3
Стр.5
Стр.7
Стр.7
Стр.76
Стр.77
Стр.82
Стр.88
Стр.90
Стр.95
Стр.96
Стр.117
Стр.130
Стр.136
3
Введение
Изучение дисциплины «Информационные технологии в профессиональной деятельности» предусматривает освоение теоретических основ теории информации,
информатики и вычислительной техники, логистики, электротехники.
Полученные знания дают представление о системе общезаводского АСУТП, о
функциональном назначении подсистем и номенклатуре основных узлов АСУ, об
особенностях управления технологическими установками на предприятиях ТЭК с
учётом специфики непрерывного и непрерывно – дискретного производства и связанных с ним вопросов промышленной безопасности.
Материалы по новой технике импортного производства подаются с соблюдением
действующих стандартов и международной системы единиц.
Изучение материала студенты заочного отделения проводят самостоятельно в соответствии с рабочей программой, используя рекомендуемую литературу и знания,
полученные в ходе обзорных лекций.
Приступая к самостоятельной работе над учебным материалом, следует ознакомиться с содержанием рабочей программы и подобрать необходимую литературу.
Настоятельно рекомендую самостоятельный поиск новейшей информации в области информатики и вычислительной техники по ресурсам Интернета. Рекомендую
посетить сайты www.foxboro.com , www.invensys.com - АСУТП “I/A Series” фирмы
“Foxboro”, АСУТП “A2” фирмы “Foxboro”, приборы КИП фирмы “Foxboro”;
www.rs3.com - АСУТП “RS3” фирмы “Fisher- Rosemount”; www.easydeltav.com АСУТП “Delta V” фирмы “Fisher- Rosemount”; www.frco.com ,
www.emersonprocess.com - фирма “Fisher- Rosemount”, системы АСУ и приборы
КИПиА; русскоязычный сайт по АСУТП “Delta V” http://deltav.narod.ru/ ;
www.vibrocenter.ru - фирма “Вибро – Центр”; www.prosoft.ru - компания “Прософт”; www.ixbt.com , www.oldi.ru – обзоры персональных компьютеров, системных плат, микропроцессоров, плат расширения и периферийных устройств для ПК.
Контрольная работа выполняется в период самостоятельного изучения материала
по дисциплине в соответствии с учебным графиком. Системы мер иностранных
государств – производителей новой техники АСУТП и приборов КИПиА в данной
работе не употребляются. Используется «Международная» система единиц (СИ).
Непонятные вопросы по темам и контрольной работе должны быть разрешены в
ходе консультаций.
Тематический план составлен в соответствии с рабочей программой и помещён в
пособие с целью помощи студентам в организации самостоятельной работы по
изучаемой дисциплине. Приведённое в плане распределение часов на изучение тем
не соответствует времени учебных занятий, проводимых в период сессий, а лишь
даёт представление об объёме учебного материала, содержащегося в каждой теме и
о времени, необходимом для его изучения.
4
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
программы для работы с электронной почтой и данными в сети «интернет»;
теоретические основы автоматизированного управления;
аппаратные и программные средства АСУ;
приборы КИПиА;
уметь:
производить технический анализ работы средств автоматизации;
создавать и редактировать электронные документы, передавать и принимать
их по ЛВС;
пользоваться ресурсами сети «интернет» и электронной почтой;
разрабатывать грамотные технические задания Службе автоматизации на автоматизацию вновь вводимых технологических объектов или на дополнительную автоматизацию уже действующих после их реконструкции и модернизации.
5
Тематический план дисциплины
Наименование разделов и тем
1
Введение
Раздел 1 Основные принципы, методы и свойства информационных и коммуникационных технологий, их эффективность
1.1 Современный персональный компьютер
1.2 Аппаратные и программные средства систем автоматизированного управления
1.3 Теоретические основы передачи информации, примеры реализации технических решений
1.4 Телемеханика и дистанционное управление процессом
1.5 Локальная вычислительная сеть (ЛВС) предприятия
1.6 Глобальная вычислительная сеть
1.7 Технические и программные средства реализации ЛВС масштаба предприятия ТЭК, обзор типичных задач и эффективности
их решения на различных технических и программных средствах
Итого по разделу
Раздел 2 Автоматизированные рабочие места, их локальные и
отраслевые сети
2.1 Рабочее место оператора технологического процесса на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ
2.2 Рабочее место оператора ЛВС
Итого по разделу
Раздел 3 Прикладное программное обеспечение и информационные ресурсы
3.1 Операционные системы для ПК, прикладное ПО
3.2 Основные информационные ресурсы «Интернет»
Итого по разделу
Раздел 4 Интегрированные информационные системы, проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ по отрасли и сфере деятельности
4.1 Основные понятия АСУ
4.2 Основы современного производства.
4.3 Понятие АСУ и их классификация
4.4 Структура АСУ
4.5 Программное обеспечение АСУ
Итого по разделу
Раздел 5 Экспертные системы и системы поддержки принятия
решений
5.1 Особенности автоматизированного управления технологическими установками на предприятиях ТЭК
5.2 Автоматизированный учёт людских и материальных ресурсов
в ремонтном производстве
5.3 Автоматизированная система обслуживания оборудования по
техническому состоянию
5.4 Автоматизация составления заказных спецификаций.
Раздел 6 Моделирование и прогнозирование в профессиональной
деятельности 6.1 Моделирование систем
6.2 Методы оптимизации
Итого по разделу
Всего по предмету
Количество аудиторных часов при очной
Макс. учебСамост.
форме обучения
ная нагрузка
работа
Пракстудента, час
студента
Лабор.
всего
тич.
Работ
работ
2
3
4
5
6
2
2
6
4
2
2
14
2
2
2
20
2
20
2
2
42
4
38
6
Примерный тематический план установочных и обзорных занятий
№
Наименование разделов и тем
Лекции
1 Введение
Раздел 1 Основные принципы, методы и свойства информационных и коммуникационных
2
технологий, их эффективность
3 Раздел 2 Автоматизированные рабочие места, их локальные и отраслевые сети
4 Раздел 3 Прикладное программное обеспечение и информационные ресурсы
Раздел 4 Интегрированные информационные системы, проблемно-ориентированные пакеты
5
прикладных программ по отрасли и сфере деятельности
6 Раздел 5 Экспертные системы и системы поддержки принятия решений
7 Раздел 6 Моделирование и прогнозирование в профессиональной деятельности
ВСЕГО 4
Практические занятия
Средства ввода и вывода информации. Персональный компьютер и его периферийные
1
устройства: монитор, клавиатура, мышь, принтер, сканер.
Имитация входного аналогового сигнала на АСУ: подача сигнала от генератора звуковых
2 сигналов на звуковую карту персонального компьютера, запись и просмотр сигналограмм в
программе профессионального звукового редактора “Sound Forge 4.0”
Экскурсия на Астраханский ГПЗ – осмотр общезаводской АСУТП “Foxboro”. Устройства
ввода – вывода аналоговых и дискретных сигналов, управляющие процессоры, интерфейсы
3 магистрали, рабочие станции, удалённые терминалы. Подключение прибора КИПиА – датчика температуры к тестовому устройству ввода на общезаводской АСУТП “Foxboro”, снятие показаний с тестовой мнемосхемы.
Передача текстовой информации на примере двух удалённых терминалов, сетевого обмена
текстовыми сообщениями между персональными компьютерами в модельной сетке
4
MS.Windows, используя программу MS.NetMeeting.
Сетевой обмен файлами с анализом фактической скорости передачи.
Ms. Internet Explorer (версии 5.x, 6.x) и Ms. Outlook Express (версии 5.x, 6.x), правила работы с
5
интернет – страницами и корпоративной электронной почтой ЛВС предприятия.
Антивирусное ПО Касперского версии 4.х для рабочей станции MS. Windows,
6
правила работы.
Работа с обучающей программой скоропечатания на персональном компьютере как имитация
напряженного темпа работы оператора технологического процесса на рабочем месте автома7
тизированного управления: тест на внимание при долговременном монотонном процессе однотипного диалога с программой и тест на быструю и правильную реакцию.
Введение в операционную систему MS.Windows 98 (95/Me/2000/XP) – основные правила ра8
боты.
Введение в операционную систему MS.Windows 98 (95/Me/2000/XP) – сервисное программ9
ное обеспечение в составе MS.Windows 98 (95/Me/2000/XP).
10 Подсистема MS.DOS в составе ОС MS.Windows98
Знакомство с текстовыми и графическими редакторами в составе MS.Windows98
11
(95/Me/2000/XP): NotePad, WordPad, Imaging, Paint; Ms. Photo Editor (Office 2000).
12 Текстовый процессор MS.Word (Office 2000), основные правила работы.
13 Электронная таблица MS. Excel (Office 2000), основные правила работы.
14 Знакомство с СУБД: FoxPro (среда MS.DOS), Ms.Visual FoxPro (MS.Windows 98/Me/2000/XP)
Экскурсия на Астраханский ГПЗ – осмотр общезаводской АСУТП “Foxboro”. Специализи15 рованное программное обеспечение. Составление мнемосхемы технологического процесса с
использованием графического редактора “Display builder”.
ВСЕГО 38
Колво
часов
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
2
7
Методические указания по изучению
каждого раздела и вопросы для самоконтроля
Введение
Цели и задачи предмета «Информационные технологии в профессиональной деятельности» ,
специфика реализации и функционирования ЛВС и АСУТП на предприятиях ТЭК, в частности
на Астраханском ГПЗ, связь с другими дисциплинами.
Литература:
1-(4-10)
5-(5-7)
7-(3-10)
12-(5-12)
Раздел 1. Основные принципы, методы и свойства информационных и коммуникационных технологий, их эффективность.
Тема 1.1 Современный персональный компьютер
Современный персональный компьютер как инструмент офисного делопроизводства; персональный компьютер в распределённой АСУТП:
1. Базовая конфигурация персонального компьютера на базе X86-го семейства микропроцессоров (далее ПК);
2. Периферийные устройства, обычно используемые с ПК;
3. Системный блок ПК, его начинка;
4. Типичная комплектация ПК для решения офисных задач;
5. ПК в качестве рабочей станции АСУТП.
Вопросы для самопроверки:
1. Чем отличается рабочее место на базе ПК от рабочего места на основе выделенного терминала большой ЭВМ (мейнстрима), каковы различия в работе конечных пользователей?
2. Какие периферийные устройства являются неотъемлемой частью ПК?
3. Какие технические устройства обязательно должны присутствовать в системном блоке
ПК?
4. Каким периферийным устройством должен быть укомплектован ПК для доступа в интернет по телефонной линии?
5. ПК, используемый в качестве рабочей станции АСУТП – это независимая «вычислительная единица» или часть большой ЭВМ?
1. Базовая конфигурация персонального компьютера на базе X86-го семейства микропроцессоров (далее ПК).
Персональный компьютер, как видно из названия, является персональным однопользовательским
инструментом. Полномочия единственного пользователя непомерно высоки по сравнению с работой на выделенном терминале большой ЭВМ, где с помощью нескольких десятков или сотен, а
даже и тысяч таких терминалов огромное количество пользователей выполняет свою работу.
Один пользователь распоряжается ресурсами небольшой вычислительной машины, расположенной на его столе.
Персональный компьютер был разработан в начале 70-х как противоположность неповоротливому мейнстриму (вышеописанной большой ЭВМ), для решения несвойственных большим ЭВМ
задач, для снижения стоимости и большей доступности вычислительной техники.
Персональный компьютер, обладая гораздо меньшей вычислительной мощностью, чем большая
ЭВМ, эффективно предоставляет её в распоряжение «единственного» персонального пользователя.
Стремительная карьера американской фирмы “Apple” основана на феноменальном успехе персонального компьютера с одноименным названием. Основатели фирмы Джобс и Уозняк, разработали интересный и очень удобный в работе персональный компьютер.
8
Персональные компьютеры от фирмы “Apple” были оснащены великолепной графической и звуковой системами, поставлялись с интуитивно – понятной графической операционной системой
MAC- OS. Они уверенно заняли новую нишу на рынке вычислительной техники.
«Синий великан», как именуют в США корпорацию IBM, не осталась безучастной в войне за этот
новый и многообещающий рынок, ею был выпущен свой персональный компьютер, который
стал стандартом де – факто для третьих фирм, вышедших на рынок продаж ПК позже.
Персональный компьютер на базе микропроцессора с X86 набором команд, «IBM – AT – совместимый» и будет далее нами рассматриваться.
Персональный компьютер в базовой конфигурации содержит системный блок, монитор, клавиатуру и мышь.
Монитор, мышь и клавиатура являются периферийными устройствами ПК, без этих устройств
диалог человека с ПК невозможен. Эти периферийные устройства входят в базовую (основную,
начальную) конфигурацию ПК.
Системные устройства ПК расположены в системном блоке.
2.Периферийные устройства, обычно используемые с ПК.
Всё, что подключается к системному блоку ПК, является периферией или периферийными
устройствами.
Основными периферийными устройствами ПК являются монитор, мышь, клавиатура.
Без этих устройств пользователю невозможно работать с компьютером.
Офисный компьютер обязательно комплектуется принтером для печати документов.
Для печати крупноформатных чертежей и деловой графики применяются крупногабаритные
принтеры (плоттеры).
Для сканирования изображений используют сканеры (планшетные, рулонные, слайд – сканеры).
Для связи с другими компьютерами через телефонную линию используется модем.
В настоящее время существует очень много разнообразных периферийных устройств: внешние
дисковые накопители (жесткие диски, лазерные приводы, магнитооптика, Iomega ZIP drive) с интерфейсами подключения по параллельному порту, USB, FireWire (IEEE 1394);
видеокамеры, радиоприёмники и ТВ-тюнеры с интерфейсом USB.
3.Системный блок ПК, его начинка.
Системный блок персонального компьютера состоит из корпуса, блока питания, дисковых
устройств, материнской платы и плат расширения.
Материнская плата содержит системные устройства и разъёмы для подключения микропроцессора, плат с микросхемами оперативной памяти, плат расширения, также имеются разъёмы для
подключения шлейфов (электрических линий) к дисковым накопителям и разъёмам портов компьютера.
9
Корпус
Посадочные места под дисковые накопители 5,25’’
Вентилятор блока питания
Блок питания
Корпус (Case) системного
блока фирмы Inwin, модель S506. Тип корпуса
«башня», размер средний
(Middle Tower), мощность
блока питания 250 Вт. Типоразмеры корпуса рассчитаны на установку материнских плат формфактора
ATX, блок питания стандарта ATX.
Блок питания
В настоящее время блоки питания персональных компьютеров выпускаются исключительно в
стандарте ATX (блок с программным управлением питания, предназначен для питания материнской платы стандарта ATX и внутренних устройств компьютера).
Блок питания Inwin 250 Вт ATX ( для Pentium 4 )
Модели: IW-P250A2-0(non PFC) - IW-P250A3-1 (PFC)
Рабочее напряжение: 100~120 / 200~240 - 230V
Частоты: 50 ~ 60 HZ - 50 ~ 60 HZ
Ток: 7 A / 4A - 4A
Efficiency: >68%
Максимальная выходная мощность: 250W
Время удержания (Holdup Time): 17 ms (Typ)
Включение (Rise Time): 0.1~20 ms.
Защита по напряжению: 5V & 3.3V & 12V
Защита от короткого замыкания: на всех выходах
Сигнал стабильной работы (Power Good Signal): вкл: 100~500
ms, Signal goes low at least 1 ms
Блок питания Super Flower TT-450 470 Вт
Модель TT-450
Пиковая мощность 470 Вт
Три вентилятора
Переключатель контроля скорости вращения вентилятора
Кабель питания
Дисковые устройства.
Жесткий диск, дисковод гибких дисков, дисководы лазерных дисков
стандартов CDROM и DVD, магнитооптика. Дисковые устройства
предназначены для хранения программ и документов пользователя.
Программы и документы на дисковых устройствах хранятся обычно в
10
виде файлов (упорядоченных записей с именем и указателем типа, даты создания, изменения, т.
е. с именем, раширением, атрибутами).
Дисковые устройства бывают со сменным носителем информации и с несменным.
Дисковые устройства бывают внутренними (устанавливаются в системный блок компьютера и в
течении всего срока эксплуатации находятся там, получают электропитание от блока питания
компьютера) и внешними (подключаются к системному блоку компьютера, имеют свой собственный блок питания).
Промышленностью выпускаются внешние дисковые устройства, подключаемые к персональному
компьютеру по интерфейсу параллельного порта принтера, по SCSI – порту, по USB и Firewire
(IEEE – 1394).
Жесткий диск является дисковым устройством с несменным носителем информации. Если его
разобрать и вынуть магнитные пластины, то он окажется негодным.
Обычно жесткий диск является основным устройством хранения данных (программ и документов) на персональном компьютере, является внутренним устройством, в течении всего срока эксплуатации находится в системном блоке компьютера.
Однако известны модели внешних жестких дисков, оснащенных своим блоком питания и одним
из перечисленных выше интерфейсов для подключения к компьютеру.
Также известны малораспространенные модели со снимаемым блоком магнитных пластин, который переносится в специальном чехле, защищающем от пыли и механических повреждений.
Дисковод гибких дисков в основном является внутренним дисковым устройством со сменным
носителем информации (гибкая магнитная дискета). Некоторые модели ноутбуков имеют внешний дисковод гибких дисков (для облегчения веса).
Дисководы лазерных дисков стандарта CDROM и DVD, магнитооптика (дисководы магнитооптических дисков) являются дисковыми устройствами со сменным носителем информации (компакт – диски, DVD – диски, магнитооптические дискеты).
Промышленность выпускает такие устройства как во внутреннем, так и во внешнем исполнении.
Жесткий диск обычно является внутренним устройством компьютера, на нём обычно хранятся
файлы операционной системы , прикладных программ и документов.
В персональном компьютере обычно используются жесткие диски стандарта IDE.
Такой диск подключается к разъёму контроллера IDE, расположенному на материнской плате
компьютера соединительным шлейфом из 40 проводников. Электропитание подается отдельным
шлейфом из 4 проводников (5 и 12 вольт).
В первых моделях персональных компьютеров применялся жесткий диск, объёмом всего 10 Мб.
Современные жесткие диски имеют объём от 40 до 120 Гб.
Такое огромное увеличение объёма хранимой информации оказалось возможным благодаря серьёзным достижениям в технике магнитной записи последних лет.
Жесткий диск фирмы Quantum, модель AS20A01.
Интерфейс: 40-штырьковый EIDE
Емкость: 20,547 Мб
Буфер: 2 Мб
Число головок: 2
Число дисков: 1
Скорость вращения: 7200 RPM
Время поиска: 8,5 мс (типичная), 18 мс (максимум)
Время перехода с дорожки на дорожку 0,8 мс
UDMA/100
11
Жесткий диск фирмы Western Digital, модель Caviar WD600BB
Интерфейс: 40-штырьковый EIDE
Емкость: 60 022 Мб
Буфер: 2 Мб
Число головок: 5
Число дисков: 3
Скорость вращения: 7200 RPM
Скорость передачи данных: с буфера на диск - 244 to 400 Мбит/сек
Время поиска: 8,9 мс (типичная), 18 мс (максимум)
Стартовое время: 5,5 мс (типичное), 9 мс (максиум)
Стартовое время начала вращения шпинделя: 6,0 мс, 7 мс (максимум)
UDMA/100
Error Rate - 1 в 1014 бит
Отказоустойчивость: 40 000 циклов
Дисковод гибких дисков является самым старым и распространенным дисковым устройством
персонального компьютера. Достоинством этого устройства является глубокая интеграция в систему: он не требует наличия специальных программ – драйверов для своей работы.
Недостатком, из-за которого в настоящее время на персональном компьютере используются другие дисковые устройства со съёмными носителями, является малый объём хранимой на дискете
информации (1,44 Мб). Современные документы, рисунки, звукозаписи и видеозаписи обычно
имеют объём, в десятки и сотни раз превышающий ёмкость дискеты.
На персональном компьютере возможно использование двух видов дисководов гибких дисков:
для работы с дискетами 5,25’’ и 3,5’’.
Дисковод для 5,25 дискет может работать с дискетами на 360 Кб и 1,2 Мб.
В настоящее время модель дисковода на 5,25’’ устарела и практически не применяется.
Дисковод для 3,5’’ дискет может работать со старыми 720Кб. дискетами и с современными, объёмом полезной информации 1,44 Мб.
Дисковод гибких дисков (Floppy disk) 3,5’’ фирмы Mitsumi
3.5'' Drive
Емкость диска Неформатированный Mб
Форматированный
Kб
Скорость передачи данных
Плотность записи
Число треков
Плотность треков
Скорость вращения диска
Track to Track время доступа
Среднее время доступа
Время установки (макс)
Питание
1M Mode
2M Mode
1
2
720
1,440
kбит/с 250
bpl
8,717
160
tpl
135
rpm
300
мс
3
мс
94
мс
15
В
5
500
17,434
160
Дисковод гибких дисков (Floppy disk) 3,5’’ фирмы NEC
3.5'' Drive
Емкость диска Неформатированного
Форматированного
Скорость передачи данных
Плотность записи
Число треков
Поддерживает диски 720Кб
Потребление 0.015Вт в ждущем Плотность треков
Скорость вращения диска
режиме
30000 часов MTBF
1M
2M Mode
Mode
1024
2 048
Kб
720
1 440
kбит/с
250
500
bpl
8,717
17,434
160
160
Track to Track время доступа
Среднее время доступа
Время установки (макс)
Питание
tpl
rpm
мс
мс
мс
В
135
300
3
94
15
5
12
Дисковод лазерных дисков стандарта CDROM производит чтение лазерных дисков диаметром
8 и 12 см с общим объёмом записи 650 и 700 Мб.
Совсем недавно разработаны модели, работающие с 800 Мб. дисками .
Записывающий дисковод лазерных дисков стандарта CDROM производит чтение и запись
лазерных дисков диаметром 8 и 12 см с общим объёмом записи 650 и 700 Мб (800Мб).
Некоторые из форматов записи информации на лазерные диски стандарта CDROM:
1) звуковой диск содержит один или несколько треков со звукозаписью в стандарте PCM Stereo с
частотой дискретизации 44,1 Кгц (CD-Audio)
2) диск с данными (CDROM Mode 1, CDROM Mode 2)
3) видеодиск – диск с одним треком, который представляет собою видеофильм в формате изображения MPEG-1, формат звука MP3 (Video CD)
4) диск с записью «Караоке» (Karaoke CD)
5) диск с фотоизображениями (Photo - CD)
Современный привод CDROM поддерживает чтение данных всех форматов CDROM.
Записывающий дисковод лазерных дисков стандарта CDROM помимо чтения дисков производит
запись на диски однократной записи (CD-Recordable) и многократную запись на диски многократной записи (CD-Rewritable).
Обычно при записи используются программы, подготавливающие данные. С помощью таких
программ на персональном компьютере можно выбрать тип создаваемого диска, скомпоновать
список записываемых файлов или музыкальных фрагментов, указать скорость записи, произвести
запись и проверку записанного диска.
Дисководы лазерных дисков стандарта CDROM выпускаются как внутренние устройства персонального компьютера обычно со следующими интерфейсами обмена данными с компьютером:
ATAPI (дисковод подключается к порту IDE на материнской плате компьютера) и SCSI (дисковод подключается к порту SCSI платы SCSI – контроллера).
Внешние дисководы лазерных дисков стандарта CDROM обычно устанавливаются в небольшой
корпус с собственным блоком питания и содержат следующие интерфейсы обмена данными с
персональным компьютером: внешний дисковод с подключением по параллельному порту компьютера (т.е. по порту принтера), внешний дисковод со SCSI – интерфейсом, внешний дисковод с
USB – интерфейсом.
Дисковод лазерных дисков фирмы Asus, модель S400 (только для чтения).
Максимальная скорость 40х
Малое время доступа: 75 мс
Буфер данных 128 кб
Система DDSS (Double Dynamic
Suspension System) для уменьшения
вибраций
Скорость передачи
2800 - 6000 Кб/с
Время доступа (1/3 хода)
75 мсек (среднее)
Емкость буфера данных
128 Кб
Интерфейс
Стандартный Enhanced IDE (ATAPI)
PIO mode 4
DMA mode 2, ultra DMA/33
Поддерживаемые типы дисков
CD-Audio; CD-ROM Mode 1 и Mode 2; CD-ROM XA Mode 1,
mode2; CD-I; I-Trax; Karaoke CD; Photo-CD (Single и Multisession); Video CD; Mixed mode CD (Audio и данные); CDExtra, CD-R, CD-RW
Размер диска
8 см и 12 см
Звуковые характеристики
Число каналов - 2 (стерео)
Отношение сигнал/шум - 70дБ
Выход на наушники - 3.5 мм
Линейный выход - Jack 4-pin
Цифровой выход - 2-pin
Операционные системы
Microsoft - DOS 6.xx, Windows 3.1x/95/98/NT
IBM - OS/2 Warp и выше
Novell - Netware
SCO – Unix
13
Записывающий дисковод лазерных дисков фирмы NEC, модель NR-9100.
Один из крупнейших производителей оптических устройств, компания NEC, анонсировала новый CD-R/RW привод, который
способен записывать диски с 40x скоростью. Привод имеет 2MB буфер и технологию JustLink, время доступа 98мс, а также
поддерживает и формат Mt. Rainer.
Технические характеристики
Модель: NR-9100
интерфейс: ATAPI (Ultra DMA 33 Mode 2)
40x скорость записи CD-R
10x скорость перезаписи CD-RW
40x скорость чтения CD-ROM
2MB буфер
Поддержка технологии JustLink
Среднее время доступа 98мс
Поддержка цифрового извлечения аудио
Поддержка дисков диаметром 8см и 12см
Возможность горизонтального и вертикального
размещения
Возможность обновления firmware
Поддерживаемые форматы
CD-DA
CD-ROM (Mode-1, Mode-2)
CD-ROM (Mixed Mode)
CD-ROM XA (Mode-2, Form 1/2)
Photo CD
Video CD
CD-I
CD-Extra (CD-Plus)
CD-R
CD-RW
CD-Text
Mt. Rainer
Поддерживаемые режимы
DAO (Disc-At-Once)
TAO (Track-At-Once)
SAO (Session-At-Once)
Packet Write
Multisession
Дисковод лазерных дисков стандарта DVD производит чтение лазерных дисков диаметром 12
см с общим объёмом записи от 4,7 Гб. Этот дисковод также умеет читать диски CDROM всех
форматов. Диск DVD промышленного изготовления содержит на одной рабочей стороне два слоя
записанной информации. Общий объём записи не менее 9 Гб. Формат DVD разработан для записи фильмов в высококачественном формате изображения MPEG-2 (~750 точек по горизонтали,
~ 570 по вертикали) и звука (Dolby Digital 5+1). Выпускаются записывающие устройства для записи DVD на персональном компьютере трёх несовместимых форматов: DVD-RAM, DVD-RW,
DVD+RW. Некоторые выпускаемые образцы уже умеют работать с несколькими форматами. Записывающие дисководы DVD умеют также записывать все форматы дисков CDROM. DVD - запись ведётся на одноразовые и перезаписываемые диски с одним слоем на одной рабочей стороне
объёмом 4,7 Гб: DVD-R и DVD-RW. CDROM - запись ведётся на одноразовые и перезаписываемые диски объёмом 650 и 700 Мб: CD-R и CD-RW. Дисководы лазерных дисков стандарта DVD в
основном выпускаются с двумя интерфейсами обмена данными с компьютером: ATAPI (дисковод подключается к порту IDE на материнской плате компьютера) и SCSI (дисковод подключается к порту SCSI платы SCSI – контроллера).
Дисковод лазерных дисков стандарта DVD: LG Electronics DRD-8160B.
Конструкция с уменьшенным шумом
Plug&Play
Ultra DMA 33 Mode
14
Скорость передачи
DVD-max 21,6 МБ/сек.
CD-max 7,2 МБ/сек.
Время доступа (среднее)
DVD — 110 мс
CD — 80 мс
Емкость буфера данных
512 Кб
Интерфейс
Стандартный Enhanced IDE (ATAPI)
Ultra DMA 33 Mode
Поддерживаемые типы дисков
DVD-R/RW, DVD-ROM, DVD-Video, CD-R/RW, Photo CD, CD-Extra, CD-l, Video CD, CD-ROM, CD-DA
Поддерживаемые операционные системы
Windows 2000/98/95/3.1/NT 4.0
IBM OS/2 Warp
Положение дисковода
Горизонтальное и вертикальное
Записывающий дисковод лазерных дисков стандарта DVD: Pioneer DVR-A04.
Хранение больших объемов данных. Диски DVD-R/W обладают способностью сохранять в среднем 4.7 GB объемов памяти. Это в семь раз больше,
чем способности CD-R/W дисков.
Хранение цифровых фото. В связи с тем, что в последнее время цифровая
фотосъемка получает все большее распространение, DVR-A03 представляет
собой отличное решение для записи и дальнейшего хранения цифровых
имиджей.
Архив из собственных видеозаписей. Сделанные вами записи на видеокассеты от многократного просмотра теряют в качестве изображения. Переписав на DVD-R/W ваши любимые видеозаписи, вы сможете наслаждаться их
просмотром бесчисленное количество раз.
Поддержка носителей
Write-once DVD-R
Erasable DVD-RW
Double-sided DVD-R
CD-R
CD-RW
Плотность
4.7 GigaBytes на сторону
Запись
Способ: Disc-At-Once (DAO) or Incremental Recording
Поддержка форматов DVD-R, DVD-RW, CD-R, CD-RW
Скорости записи
o DVD-R 2X-CLV (2.770 MB/s), 1X-CLV (1.385 MB/s)
o DVD-RW 1X-CLV (1.385 MB/s)
o CD-R 8X-CLV (1.20 MB/s), 4X-CLV (0.60 MB/s)
o CD-RW 4X-CLV (0.6 MB/s) (high speed CD-RW is supported)
Чтение
Поддержка форматов: DVD-ROM (Single layer & dual layers), DVD-R (all types), DVD-RW, CD-ROM Mode1,
CD-ROM XA Mode2 (form 1, form 2), CD-TEXT, Photo CD (single and multiple session), CD-DA, CD-Extra,
CD-R, CD-RW (Supports AM2)
Скорости чтения:
o DVD-ROM (Single) Max. 6X-CAV (8.310 MB/s)
o DVD-ROM (Dual) 2X-CLV (2.770 MB/s)
o DVD-R, DVD-RW 2X-CLV (2.770 MB/s)
o CD-ROM Max. 24X-CAV (3.600 MB/s)
o CD-R,CD-RW Max. 24X-CAV (3.600 MB/s)
o CD-Audio Max. 24X-CAV (3.60 MB/s) (Audio capture through ATAPI), MAX 10X-CAV (1.5 MB/s)
o Video-CD 4X-CLV (0.600 MB/s)
Скорость доступа
DVD 200ms (Single Layer Disc)
CD 180ms (Mode 1 Disc)
Прочее
Интерфейс: ATAPI (ATA/ATAPI-5 & MCC3, SFFCINF 8090 Ver.5)
15
Способ загрузки диска: Tray, возможность вертикальной постановки
Объем данных в буфере 512 Kbytes(чтение), 2 Mbytes (запись)
Размеры дисков: 12 cm (4.72") and 8 cm (3.15")
Потребление энергии: +5 V 1.40A Max, +12 V Max
Поддержка файловой системы записи DVD UDF Bridge
Размеры: 148 x 42.3 x 197.7 mm
Вес: 1.2 kg
Стандарты безопасности: UL,CSA,TЬV, CB Report, FIMKO, SEMKO, FCC Class B, FDA, CE Marking, CTick, CISPR-22B, Korean EMC, Taiwan EMC
Платы расширения содержат дополнительные электронные устройства к уже имеющимся системным на материнской плате.
Основные виды плат (карт) расширения, используемых в материнском компьютере: видеокарта,
звуковая плата, сетевая плата, плата внутреннего модема, плата контроллера SCSI (small computer
system interface), плата контроллера IEEE – 1394 (Firewire).
Видеокарта формирует подаваемый на монитор видеосигнал. Она содержит специализированный микропроцессор для обработки изображений, микросхемы оперативной памяти для хранения изображений (видеопамять), цифроаналоговый преобразователь и аналоговые выходные цепи с разъёмом для подключения монитора. В монитор подаются видеосигналы основных цветов
и сигналы синхронизации. С монитора, совместимого со стандартом Plug and Play в видеокарту
по интерфейсу I2C подаётся цифровая информация о разрешенных для него видеорежимах (частотах кадровой и строчной развертки).
Видеокарта фирмы Gigabyte, модель AR64DG.
Память
Со встроенным графическим процессором RADEON™
7500
Поддерживает любую комбинацию из традиционных
ЭЛТ мониторов, цифровых плоскопанельных мониторов
и телевизоров
С 64Мб DDR памяти новые игры и приложения работают
значительно быстрее
HYPER Z™ увеличивает пропускную способность графической памяти
VIDEO IMMERSION™ для лучшего в индустрии воспроизведение DVD
Универсальная шина AGP (для систем AGP 2X/4X)
64MB DDR памяти
Графическое ядро (чипсет)
Графический процессор RADEON™ 7500
Главные особенности
Процессор RADEON™ 7500 GPU и 64MB DDR памяти для улучшенной 3D графики Погружение в реалистичную 32-х
битную цветную графику без снижения производительности ПК Поддерживает высокое трехмерное разрешение (в 32битном цвете) - до 2048x1536 Полная поддержка DirectX® и OpenGL® приложений Технология CHARISMA
ENGINE™ поддерживает полную трансформацию PIXEL TAPESTRY™ - устройство рендеринга процессора
RADEON™ 7500
Дисплейная поддержка
Регистровая совместимость с VGA
BIOS совместимость с VESA для Super VGA
DDC1/2b/2b+ поддержка монитора
поддержка VESA Display Power Management
Разделение вертикальной и горизонтальной развертки на TTL уровне
3D особенности
Технология CHARISMA ENGINE™
Технология HYPER Z™
Архитектура PIXEL TAPESTRY™
Технология VIDEO IMMERSION™
Встроенные механизмы трансформации, отсечения и освещения
Двух кэшевая архитектура
SuperScalar Rendering
16
Однопроходное мультитекстурирование
True Color Rendering
Движок расчета треугольников
Текстурный кэш
Билинейная / трилинейная фильтрация
Сглаживание линий и краев
Полноэкранное сглаживание
Текстурная компрессия
Текстурная декомпрессия
Поддержка световой характеристики объектов
Коррекция перспективы при наложении текстуры
Наложение текстур
Mip-Mapping - метод улучшения качества текстурных изображений
Z-буферизация и двойная буферизация
Технологии наложения текстур: Emboss, Dot Product 3 и Environment bump mapping
Сферическое, двух параболоидное и кубическое наложение текстур
Эффект тумана, текстурного освещения, видео текстуры, отражений, теней, направленного освещения и преобразования текстур
Видеокарта фирмы ASUS, модель AGP8460.
Тактовая частота ядра – 300 МГц, частота памяти – 650
МГц. 128 Мб памяти состоят из 2,8 нс 4Mx32 DDR
SGRAM чипов в упаковке BGA. Преимущество упаковки BGA заключается в улучшенном качестве сигналов, что действительно необходимо на высоких частотах. По информации ASUS, на ее продуктах BGA
чипы используют золотые контакты для соединения с
платой, такая техника повсеместно принята в HiFi аппаратуре.
Характеристики:
Чип GeForce 4 Ti 4600
Пропускная способность памяти 10.4 Гб/сек
Производительность, треугольников в секунду: 136 Million
Производительность, норма наполнения 4.8 Billion AA Samples/Sec.
Производительность, операций в секунду: 1.23 Trillion
AGP 4x/2x/1x
Требования к системе Pentium, Pentium Pro, Pentium II & III или совместимый процессор, RAM 64 Мб, разъем AGP, CD-ROM
800x600 240 Гц
1024х768 16 бит - 240 Гц; 32 бита - 200 Гц
1280х1024 16/32 бита - 170 Гц
1600х1200 16 бит - 120 Гц; 32 бита - 100 Гц
1920х1080 16 бит - 100 Гц; 32 бита - 85 Гц
1920х1200 16 бит - 100 Гц; 32 бита - 85 Гц
1920х1440 16 бит - 85 Гц; 32 бита - 75 Гц
2048х1536 16/32 бита - 75 Гц
Частота чипа 300 МГц
Частота памяти 2x325 МГц
TV out S-Video (S-VHS mini-DIN) и композитный (RCA)
ПО в комплекте AQUANOX Action Adventure, Midnight GT Action Racing, Games Showcase Multiple Genres
Поддержка ОС Windows 98/ME/2000/NT4.0
Коннектор DVI-I для подключения к мониторам с цифровым интерфейсом, в комплект поставки входит переходник DVI --> VGA
17
Звуковая плата формирует звуковые сигналы. Она содержит специализированную микросхему
высококачественного аналого – цифрового и цифроаналогового преобразования для одного
(двух) стереосигналов, синтезатор музыкальных звуков, программно управляемое устройство
микширования звуков.
Звуковая плата обычно содержит разъёмы (мини – джек) линейного входа и выхода, микрофонного входа, выхода на громкоговоритель, оптические вход и выход (SPDIF, у дорогих моделей
звуковых плат), разъёмы музыкального интерфейса MIDI и разъём подключения игровых клавиатур Game Port.
Звуковая плата фирмы фирмы Creative, модель SB-128Compact PCI СТ5808.
Чип
ES1373
Волновой синтез
128 голосов
2, 4 или 8Мб оперативной памяти испозьзуется под таблицу волнового
синтеза
Разъемы
Line In
Microphone In
CD In
TV Tuner In
TAD In
Line Out (аналоговый)
SPDIF Out
Поддержка API
3D Positional Audio
Microsoft DirectSound/DirectSound 3D
Environmental Audio Extensions (EAX) for DirectSound 3D
Aureal A3D
Поддержка ОС
Windows 3.1, Windows 95/98/2000
Звуковая плата фирмы фирмы Creative, модель SB AUDIGY Platinum 5.1 PCI.
ПДУ
Звуковая карта + модуль, устанавливаемый в отсек 5.25"
Вход-выход S/PDIF формата до 24бит/96кГц для подключения
профессиональной аудио аппаратуры.
24-х битная обработка сигнала и соотношение сигнал/шум 100дБ
обеспечивают потрясающий многоканальный звук высокого качества.
Сногсшибательный реализм в играх благодаря в четыре раза более мощному процессору эффектов и технологии EAX
ADVANCED HD.
Возможность подключения одновременно двух устройств по
стандарту SB1394™ для высокоскоростной передачи данных
между совместимыми устройствами.
Возможность объединения до 63-х компьютеров для сетевых
турниров или сверхскоростного обмена данными.
Все что нужно для домашней цифровой звукозаписывающей студии с расширенными возможностями соединения и набором входов/выходов.
Технология ASIO с малой задержкой, поддержка SoundFont и
комплект ПО для профессионального создания музыки.
18
Чип
Creative Audigy
Цифровой преобразователь 24 бит
Внутреннее представление данных - 32 бита
Волновой синтез
64-голосовая аппаратная полифония с 8-точечной интерполяцией разработки фирмы E-mu (искажения снижаются до уровня, не воспринимаемого человеком)
Технология SoundFont с возможностью хранения до 4 ГБ пользовательских сэмплов
Разъемы
Аналого-цифровой выход (центр + сабвуфер / 6-канальный SPDIF выход).
Линейный вход.
Вход микрофона.
Линейный выход (фронт) / наушники.
Линейный выход (тыл).
Порт SB1394 порт.
Вход телефона (для функции автоответчика).
Аналоговый CD Audio вход.
Цифровой CD Audio вход.
15-инный разъем для подключения MIDI устройств или джойстика.
Внутренний SB1394 разъем для внешнего модуля Sound Blaster Audigy Drive (возможность модернизации).
Плата расширения для внешнего модуля Sound Blaster Audigy Drive (возможность модернизации).
Поддержка API
Microsoft DirectSound
DirectSound3D
Поддержка ОС
Windows 98SE, 2000, ME, NT 4.0
Сетевая плата предназначена для подключения компьютера в локальную вычислительную сеть.
Она содержит специализированную микросхему формирования и обработки сетевых пакетов,
сигнальные цепи, разъём для подключения к локальной вычислительной сети (ЛВС).
В настоящее время наибольшее распространение получили сетевые платы для сетей Ethernet с
физической средой распространения сигнала на основе неэкранированного кабеля «витая пара»
(Unshielded twisted pair, UTP).
Сетевая плата фирмы 3COM, модель 3C980B-TX.
Спецификации сетевой интерфейсной платы Fast EtherLink Server
Программное обеспечение Адаптер Fast EtherLink Server поставляется с драйверами для
ОС NetWare 4.x и 5.0, Windows NT 4.0 и SCO Unixware 7, ПО диагностики для DOS, серверным ПО DynamicAccess с функциями Load Balancing, Resilient Server Link и поддержкой
нескольких VLAN по стандарту 802.1Q .
Оборудование Серверы, совместимые с PCI 2.1
Разъемы и рабочие расстояния
o RJ-45 разъем (гнездовой)
o 10BASE-T: UTP категории 3, 4 или 5; до 100 м на двух парах.
o 100BASE-TX: UTP категории 5; до 100 м на двух парах.
Сетевой интерфейс
o Стандарт Ethernet IEEE 802.3 (10 Мбит/с) для ЛС CSMA/CD (10BASE-T)
o Стандарт Ethernet IEEE 802.3u (100 Мбит/с) для ЛС CSMA/CD (100BASE-TX)
Светодиодные индикаторы Сигнализируют о состоянии каналов связи, скорости, активности
Управление SNMP
Сетевая плата фирмы ACORP, модель L100.
Характеристики
Адаптер основан на чипсете Realtek 8139
Сетевой интерфейс 10Base-T,100Base-TX
Сетевая среда IEEE 802.3u
Тип разъемов RJ-45
Тип кабеля 100BaseTX - витая пара 5 кат.10BaseT - витая пара
19
3, 4, 5 кат.
Шина PCI
Full дуплекс
Плата внутреннего модема содержит специализированный микрокомпьютер (микропроцессор,
оперативная память, ПЗУ с кодом микрокоманд), звуковые сигнальные цепи и два разъёма: один
для телефонной линии, другой для телефонного аппарата.
Модем служит для связи компьютера с другим компьютером по телефонной линии. Это позволяет организовать обмен данными между удалёнными друг от друга на большое расстояние компьютерами, например доступ в Интернет.
Плата внутреннего модема фирмы ZyXEL, модель Omni 56K.
Модем
Факс
ZyXEL OMNI умеет пробиваться сквозь шумы
аналоговых АТС и уверенно держать даже когда
сигнал затухает почти до нуля. Программноаппаратная адаптация обеспечивает повышенную надежность связи на телефонных линиях
бывшего СССР и Восточной Европы. Секрет
высокой работоспособности - в подстройке
ZyXEL OMNI к специфике местных телефонных
линий.
Программно-аппаратная адаптация для телефонных линий СНГ
Возможность обновления микропрограммы
Стандарт ITU-T V.90, скорость 56,000 ~ 28,000 бит/с
Стандарт ITU-T V.34bis / V.34, скорость 33,600 ~ 2,400 бит/с
Стандарт ITU-T V.32bis / V.32, скорость 14,400 ~ 4,800 бит/с
Стандарт ITU-T V.22bis / V.22, скорость 2,400 ~ 1,200 бит/с
Коррекция ошибок MNP4 и V.42
Сжатие данных MNP5 и V.42bis
Прием и передача факсов на бумажные факс-аппараты и факсмодемы
Голосовое сообщение «Примите факс» при передаче факса
Стандарт ITU-T V.17 / V.29 / V27ter, скорость 14,400 ~ 2,400 бит/с
Автоответчик
Цифровая запись и воспроизведение звука
Дистанционное прослушивание полученных сообщений
Автоматический прием голосовых и факсимильных сообщений
Технические требования
IBM-совместимый персональный компьютер со свободным слотом PCI
Процессор Pentium 166 МГц / AMD K6 200 МГц / Cyrix 6x86MX
PR200+
16 Мб ОЗУ и 3 Мб на жестком диске
Операционная система Microsoft Windows 95/98/2000/ME
Привод CD-ROM для установки драйверов и программ
Телефонная линия
Внешний модем фирмы ZyXEL, модель Omni 56K DUO.
Программно-аппаратная адаптация для телефонных линий СНГ
Базовый набор микросхем ZyXEL M4
Повышение громкости передачи сигнала до 0 дБм
USB-интерфейс для подключения к компьютеру
Отчет о сеансе связи на компьютере
Возможность обновления микропрограммы
Бесшумный набор номера
Улучшенная линейная часть
Модем
Стандарт ITU-T V.92/V.90, скорость 56,000 ~ 28,000 бит/с
Стандарт ITU-T V.34bis / V.34, скорость 33,600 ~ 2,400 бит/с
Стандарт ITU-T V.32bis / V.32, скорость 14,400 ~ 4,800 бит/с
Стандарт ITU-T V.22bis / V.22, скорость 2,400 ~ 1,200 бит/с
Коррекция ошибок MNP4 и V.42 / Выборочный повтор SREJ
Сжатие данных MNP5 и V.42bis и V.44
Факс
Прием и передача факсов на бумажные факс-аппараты и факс-модемы
Голосовое сообщение «Примите факс» при передаче факса
Стандарт ITU-T V.17 / V.29 / V27ter, скорость 14,400 ~ 2,400 бит/с
Автоответчик
20
Автоматический прием голосовых и факсимильных сообщений
Цифровая запись и воспроизведение звука
Дистанционное прослушивание полученных сообщений
АОН
Определение номера и категории телефона вызывающего абонента
Комплектация
Модем ZyXEL Omni 56K DUO
Руководство по установке на русском языке
Блок питания 220 вольт
Кабель RS-232 для подключения к компьютеру
Кабель USB для подключения к компьютеру
Телефонный кабель RJ-11 для подключения к телефонной сети
CD-ROM с драйверами, программами и документацией
Плата контроллера SCSI позволяет подключить к персональному компьютеру устройства, ведущие обмен данными по протоколу SCSI (дисковые и ленточные накопители, SCSI - видеокарты, сканеры и прочее).
Плата контроллера SCSI фирмы Tekram, модель DC-390U2W
Flash BIOS
Максимальная скорость передачи с использованием PCI bus
master DMA 133Mбайт/сек
Максимальная скорость обмена данными 80 Mбайт/сек при использовании Wide LVD SCSI устройств
Максимальное количество поддерживаемых устройств 15
Максимальная длина LVD SCSI кабеля 12 метров
Возможность установки нескольких SCSI адаптеров в одну систему
Возможность использовать одно прерывание с большинством
других PCI карт
Совместимость со стандартами PCI 2.1 и Plug-n-Play
Дружественный интерфейс конфигурационной утилиты облегчает установку и конфигурацию адаптера
Общие характеристики
SCSI чип Symbios Logic SYM53C895 Ultra2 SCSI
SCSI устройства максимум: 15
Поддерживает SCSI-2, Wide, Ultra SCSI, Ultra Wide, LVD Wide Ultra2 устройства PCI интерфейс
Совместимость со стандартами PCI 2.1 и Plug-n-Play
Максимальная скорость передачи с использованием PCI bus master DMA 133Mбайт/сек
Поддержка автоматической терминации SCSI
Передача данных Асинхр:
o 5Mбайт/сек & Синхр: 80Mбайт/сек (при использовании LVD устройств)
o Поддержка оптимизации комманд ввода/вывода, синхр./асинхр
o 80-байтный FIFO
Коннекторы
o 50-пиновый SCSI-2 внутренний
o 68-пиновый Ultra Wide SCSI внутренний
o 68-пиновый Ultra2 LVD SCSI внутренний
o 68-пиновый Ultra2 LVD SCSI внешний
Драйвера и утилиты: утилита инсталляции, перепрошивки Flash, низкоуровневого форматирования SCO
3.2v4.2/5.0, UnixWare 2.X, DOS, Win3.1, Win95, NT 3.5X/4.X, Netware 3.X/4.X
Системные требования: 1 свободный PCI слот, рекомендуется Plug-n-Play BIOS материнской платы
Плата контроллера IEEE1394 (Firewire card PCI 1394 , 2+1 ports, Lucent chipset).
Описание
Контроллер высокоскоростной последовательной шины
Характеристики
Внутренний порт 1 порт Fireware
Внешний порт 2 порта Fireware
Максимальная длина кабеля 4.5 метра - между двумя узлами
Число поддерживаемых устройств До 63
21
Пропускная способность интерфейса 100/200/300/400 Мбит/сек
Интерфейс PCI
Поддержка ОС Windows 98 SE (Второе издание), ME, 2000; контроллер OHCIсовместимый, используется драйвер из комплекта поставки Windows
Устройства, находящиеся за пределами корпуса системного блока (например монитор или внешний модем), называются внешними.
Такие устройства подключены сигнальными кабелями к разъёмам на системном блоке и имеют
свои блоки электропитания. Мониторы, принтеры, сканеры, внешние модемы, внешние контроллеры SCSI, внешние дисковые и ленточные накопители, клавиатуры и мыши являются внешними
устройствами. Они также являются периферийными устройствами.
Устройства, находящиеся внутри корпуса системного блока (например внутренние дисковые
накопители или звуковая плата) подключены к разъёмам на материнской плате соединительными
шлейфами, электропитание они получают от блока питания компьютера.
Системные устройства (расположенные на материнской плате), внутренние периферийные
устройства (платы расширения, внутренние дисковые накопители) являются внутренними
устройствами. На современной материнской плате обычно присутствует разъём (разъёмы) для
установки микропроцессора (или нескольких микропроцессоров), разъёмы для установки плат с
микросхемами оперативной памяти, разъёмы для подключения плат расширения, разъёмы для
подключения внутренних дисковых накопителей, разъёмы для подключения разъёмов, расположенных на задней стороне корпуса системного блока, к которым подключаются внешние периферийные устройства; разъёмы электропитания, к которым подключается блок питания компьютера.
Современная материнская плата содержит обычно одну или две специализированные микросхемы (Chip-set), которые организуют арбитраж, стыковку всех сигналов по времени и электрическому уровню. Также на материнской плате содержится микросхема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), в которой содержится низкоуровневый (ассемблерный) микрокод, определяющий взаимодействие всех компонент материнской платы.
Chip-set обычно содержит «северный» и «южный» мост.
«Северный мост» - это интерфейс (посредник) между микропроцессором и оперативной памятью
компьютера, шиной AGP (Accelerated Graphics Port) для видеокарты и «южным мостом».
«Южный мост» - это интерфейс между микропроцессором и шиной PCI (Peripheral Component
Interconnect bus) для плат расширения.
«Южный мост» содержит контроллеры внутренних дисковых накопителей: контроллер дисковода гибких магнитных дисков (floppy disk), контроллер IDE (два порта) для внутренних дисковых
накопителей стандарта IDE (жесткие диски, дисководы лазерных дисков стандартов CDROM и
DVD, магнитооптические дисководы, дисководы сменных дисков Iomega ZIP, дисководы сменных дискет LS-120).
«Южный мост» содержит контроллеры портов компьютера, через которые к нему подключаются
внешние устройства:
контроллер одного или двух последовательных портов (для подключения внешнего
модема или терминала, другого компьютера для обмена данными),
контроллер параллельного порта принтера (для подключения принтера, внешнего
адаптера SCSI, другого компьютера для обмена данными),
контроллер порта USB (Universal Serial Bus), к которому подключаются современные модемы, принтеры, видеокамеры.
В зависимости от версии чипсета (Chip-set, набор микросхем на материнской плате) опционально
поддерживаются:
видеокарта, интегрированная в материнскую плату;
звуковой кодек (Codec AC’97) – интегрированная на мат. плату звуковая плата;
интегрированная в материнскую плату сетевая карта 10/100 Мбит UTP
SCSI контроллер, RAID контроллер.
Через «Южный мост» идёт обмен данными между микропроцессором и установленной на материнской
плате микросхемы ПЗУ, в которой находится программа BIOS (baisic input – output system, базовая система ввода - вывода).
22
Набор микросхем Chip-set’а содержит системный таймер, по которому программы получают данные о
времени, контроллер прерываний, с помощью которого микропроцессор прерывает выполнение текущего
микрокода, прерываясь на обслуживание запросов устройств ввода –вывода (внешних периферийных
устройств, внутренних дисковых устройств, ).К материнской плате подключен системный динамик (расположенный внутри корпуса системного блока небольшой громкоговоритель).
Программа BIOS определяет взаимодействие всех компонент материнской платы. При включении электропитания микропроцессор начинает исполнять
программу BIOS.Программа
BIOS начинает свою работу
с исполнения основных тестов оперативной памяти,
системных устройств,
устройств на платах расширения (видеокарта и её оперативная память) со звуковым одиночным сигналом
при успешном их окончании, звуковыми сигналами
и текстовыми сообщениями
при обнаружении ошибок
(например в оперативной
памяти).
Затем BIOS производит
проверку присутствия и исправности дисковых накопителей (floppy и IDE) и выводит об этом информацию на экран. После успешного окончания всех тестов
некоторое время программа BIOS ожидает входа по команде с клавиатуры в режим редактирования
настраиваемых параметров данной материнской платы (установить системное время, объявить floppy и
IDE устройства, отключить или включить дополнительные интегрированные на мат. плате устройства,
например интегрированную звуковую карту, видеокарту и т. п.). Далее компьютер производит попытку
загрузки в оперативную память операционной системы с дискового устройства, которое указано в редактируемых настройках BIOS’а как загрузочное. После успешной загрузки операционной системы пользователь начинает свою привычную работу с программами и документами.
23
Разъём AMR
(Audio Modem Riser)
Разъём
принтера
Разъём
электорпитания ATX
Разъём шины PCI
(5 разъёмов)
Разъём шины AGP
Разъём дополнительного
электорпитания для процессора Pentium 4
Два разъёма PS/2:
для мыши
и клавиатуры
разъём процессора
Разъём Floppy
дисковода
Два разъёма IDE
Два разъёма для модулей
оперативной памяти DDR
На рисунке изображена материнская плата Jetway 845GDA фирмы Jet Way Information Co.
24
«Северный мост»
Микропроцессор
Оперативная память
Контроллер
шины AGP
Шина обмена
данными между
мостами
Шина AGP
Контроллер IDE, порт №1
Жесткий диск
IDE
Контроллер IDE, порт №2
Дисковод
CDROM
IDE
«Южный мост»
разъём AGP
Контроллер шины PCI
Видеокарта
AGP
разъём PCI
разъём PCI
разъём PCI
разъём PCI
ПЗУ с кодом
BIOS
разъём PCI
Шина PCI
Сетевая плата PCI
(адаптер ЛВС)
Подключение к локальной вычислительной сети
Плата внутреннего модема
PCI
Звуковая плата PCI
К громкоговорителям, микрофону и т.п.
Плата контроллера
SCSI
Жесткий диск
SCSI
порт USB
порт клавиатуры PS/2
Системный громкоговоритель
порт мыши PS/2
последовательный порт
Системный блок
Внешняя периферия
Мышь
Принтер
Внешние устройства с интерфейсом USB
Сканер с подключением
по SCSI
Клавиатура
Монитор
Подключение к телефонной линии
параллельный порт
Системный таймер
25
Материнская плата Jetway 845GDA на чипсете Intel 845G тайваньской фирмы Jet Way Information Co.
Материнская плата Jetway 845GDA на чипсете Intel 845G с интегрированным графическим ядром
Brookdale-G нацелена на среднестоимостной сегмент рынка (около 100 долларов), но при этом
обладает высокой производительностью, хорошей стабильностью и содержит полный набор
функций первой необходимости, включая достаточно мощный интегрированный видеоускоритель. Весьма малогабаритная (шириной
всего 21 см) темно-синего цвета (походит на
изделия Gigabyte) плата 845GDA содержит два
слота DIMM, вмещающих до 2 Гбайт памяти
DDR266 (и неофициально - DDR333), мощный
трехкаскадный стабилизатор питания процессора (чтобы не было проблем с поддержкой
будущих Pentium 4 до 3 ГГц), линейные стабилизаторы питания памяти, шины AGP и чипсета (эти напряжения можно подстраивать из
BIOS Setup) и способна работать со старыми
блоками питания ATX 2.01 (то есть без подключения отдельного разъема 12 вольт).
Шесть портов современного высокоскоростного интерфейса USB 2.0 (для 4 из них требуются планки на переднюю или заднюю панели
системного блока) могут дополняться сетевым
контроллером (только в варианте платы
845GDAL). Почти бесполезный нынче второй
COM-порт разведен на «пиновый» разъем. На
«матери» установлен современный и «модный» нынче шестиканальный аудиокодек
ALC650, хотя вывод наружу шестиканального
звука требует отдельной панели. Стандартный
мониторинг состояния платы (значения показываются как в BIOS, так и на экране начальной загрузки при прохождении POST) измеряет две температуры (процессора по его диоду и
воздуха в корпусе по бусинковому термистору
внизу платы), скорость трех вентиляторов и 9
напряжений (жаль, там нет напряжения на памяти). В BIOS есть также программная защита от
перегрева процессора с предупреждением и выключением платы при заданной температуре.
Использована информация: Jet Way Information Co., www.ixbt.ru, www.ferra.ru
Материнская плата фирмы Gigabyte, модель P4 Titan-533 81E.
Необходимо отметить, что эта модель имеет свой уникальный дизайн, в то время как две ее
«старшие сестры» используют одну и ту же PCB. 8IE очень компактна — ее ширина составляет
всего 20 см, что для плат со слотами DDR нетипично. Видимо, технология производства и методика разводки уже хорошо отлажены, и нет необходимости создавать широких монстров, с трудом влезающих в добрую половину корпусов. Набор слотов обычен — 5 PCI, AGP, 3 DIMM. На
плате не нашлось места слоту CNR, в то же время слот AGP и слоты памяти расположены очень
близко, и установленная видеокарта не даст извлечь или установить память ни в один из слотов.
В целях экономии места разъемы IDE были вынесены в нетипичную для них зону — к последним
слотам PCI. Боюсь, что даже умеренно длинную карту вроде SB Audigy можно будет поставить
только во второй или третий слот. Основной разъем питания размещен удачно — на краю возле
слотов памяти. Дополнительный находится почти в центре платы, но это не критично — кабельто тонкий. Сам модуль VRM спроектирован как-то легкомысленно: всего две пары транзисторов,
два емких конденсатора по 3300 мкФ и семь небольших по 1500 мкФ. Так же несерьезно организовано охлаждение чипсета — скромный радиатор без вентилятора.
26
Еще одним специфическим недостатком, за который часто ругают Gigabyte,
можно назвать размещение флешмикросхемы. Она впаяна, да еще и заклеена наклейкой. Если с ней что-то
случится, ремонт обойдется дороже,
чем если бы микросхема была установлена в «кроватке».
Сетевого контроллера у моей платы не
оказалось, хотя в дизайне он предусмотрен. Это должен быть
Realtek RTL8100L. Для разъема RJ45
предусмотрено посадочное место над
разъемом USB, поэтому панель портов
у платы стандартна.
Gigabyte 8IE оснащена очень модным
аудиокодеком Avance Logic ALC650.
Что интересно, на нем нанесена эмблема Realtek, а не Avance, как было раньше. О самом кодеке можно сказать следующее: он интегрирует 18-битные АЦП, 20-битные ЦАП
(для соответствия встроенному в южный мост ICH4 DC’97-контроллеру) и усилитель, имеет три
входных цифровых канала и один выходной, три выходных аналоговых стереоканала с независимым управлением уровнем, поддерживает интерфейс S/PDIF как на входе, так и на выходе. На
уровне драйверов поддерживается эквалайзер, эффекты окружающей среды и позиционируемый
звук. То есть это шестиканальный кодек нового поколения, удовлетворяющий спецификации
AC’97 2.2. И хотя плата 8IE — младшая в семействе, у нее установлен именно этот кодек, а также
имеются разъемы S/PDIF-out, 6-channel-out, Front Audio и два Line-in.
Использована информация: Gigabyte, www.ixbt.ru, www.ferra.ru
Микропроцессор – «сердце» компьютера. Микропроцессор, применяемый в персональном
«IBM-AT» -совместимом компьютере, содержит фиксированный набор команд.
Первый персональный компьютер фирмы IBM назывался IBM-XT. Он содержал микропроцессор
фирмы Intel: Intel-8086.
Далее были выпущены IBM-AT модели персональных компьютеров с процессорами фирмы Intel:
Intel 80186 или просто «186», затем Intel 80286 или «286».
О вычислительной мощности микропроцессора можно судить по его разрядности и тактовым частотам, об количестве выполняемых в секунду операций пересылки данных типа «регистр – регистр» и о количестве выполняемых в секунду операций над числами с плавающей запятой.
Чем эти вышеперечисленные параметры выше, тем микропроцессор мощнее. Имеются современные тестовые программы для оценки производительности процессора персонального компьютера
на разных видах вычислений и пересылках данных.
Существуют 4-х, 8, 16, 32- и 64 –х разрядные микропроцессоры.
В персональном компьютере в настоящее время используются 32- х разрядные микропроцессоры. Но 64 – х разрядная технология уже на подходе.
Тактовая частота работы «286» микропроцессоров возросла от 5 - 6 мегагерц до 20.
Далее микропроцессор (386) подвергся серьёзным усовершенствованиям. Был улучшен механизм
его взаимодействия с оперативной памятью, в состав системных устройств была введена быстродействующая оперативная память небольшого объёма для ускорения работы с программами.
Все вышеперечисленные модели процессоров работали в паре с математическим сопроцессором
(помощником процессора) – устройством математической обработки чисел с плавающей запятой,
выполненной в виде отдельной микросхемы.
С появлением процессора Intel – 486 процессор и математический сопроцессор были размещены
на одном кристалле, там – же была размещена быстродействующая память (первого уровня).
Тактовые частоты возросли до 50 Мгц.
Следует отметить, что набор команд этих разных по вычислительной мощности устройств был
одинаковым. Поэтому новые компьютеры могли продолжать работу со старыми программами,
персональные компьютеры стали «обзываться» х-86 совместимыми, подчеркивая эту преем-
27
ственность. Далее выпускается микропроцессор Intel – 586, появляются процессоры от фирм –
конкурентов AMD и Cyrix. Тактовая частота ядра процессора возрастает до 200 Мгц.
Далее Intel добавляет в к системе х-86 команд новые команды для ускорения работы игровых
приложений: появляется микропроцессор 586-MMX (с набором команд Х-86 и дополнительным
набором команд MMX). Затем появляется и быстро канет в лету процессор Pentium –Pro, у которого не было MMX – команд, но он был уже мощнее, чем 586. На уровне «первого пениума» (Intel –586) со стандртом разъёма для микропроцессора «Socket-7» закончилась совместимость с
процессорами конкурентов. Далее процессоры от AMD требовали покупки мат. платы, разработанной под процессор AMD. Следующий этап: выпуск слотового процессора Intel Pentium – 2. В
отличии от всего, что было выпущено ранее, этот процессор не устанавливался в разъём на материнской плате, а был запаян на набольшую печатную плату, туда – же были запаяны микросхемы
быстрой памяти второго уровня; сама печатная плата была закрыта в пластмассовый футляр и
вставлялась она в материнскую плату подобно платам расширения. Разработанный для этой платы разъём назвали слотом – 1. Сам кристалл Pentium – 2 содержал процессор, мат. Сопроцессор и
быструю память первого уровня. Тактовая частота ядра процессора возрастает до 400 Мгц. Позже
Intel научилась размещать на кристалле процессора вдобавок ко всему, что там находилось,
быструю память второго уровня. Таким образом отпала необходимость в печатной плате процессора, был выпущен Pentium –3, вновь устанавливаемый в разъём процессора на материнской плате. Тактовая частота ядра процессора возрастает до 500 - 1000 Мгц.
Pentium –4 – самый мощный на сегодняшний день микропроцессор с набором команд х-86 от Intel, которая, начиная со времён выпуска Pentium – 2, в борьбе с конкурентами придумала новое
слово: «Celeron». В торговой войне с конкурентами Intel продаёт под маркой «Celeron» облегченные в цене процессоры с уменьшенным до 128 Кб (против 256Кб и 512Кб) объёмом быстрой
памяти второго уровня.Такое снижение памяти второго уровня практически не заметно на работе
с игровыми программами.
В «Celeron»’ах у Intel побывали уже Pentium –2 и Pentium –3 и совсем недавно Pentium –4.
В настоящее время существует реальная альтернатива компьютерным системам на базе Intel Pentium – 4 в лице фирмы AMD с её микропроцессорами AMD Athlon и Duron.
Подобно Intel, AMD выпускала слотовые версии этих процессоров. Для такого процессора требовалась материнская плата со «слотом-А». Естественно, «слот-А» несовместим со «слотом –1»:
для процессора AMD требуется специально только для него разработанная материнская плата.
Такая – же ситуация сохранилась при перехода AMD от «слота-А» на «разъём-А» (Socket A) для
последних моделей микропроцессоров.
Обзор микропроцессоров, применяющихся в «IBM – IT» - совместимых персональных компьютерах.
Тактовая частота ядра,
Тактовая частота
Фирма
процессор
Разъём
Мгц.
шины, Мгц.
Intel
86
~5
Intel
186
~10
Intel
286
~20
Intel
386
~33
Intel
486
16 - 50
25 - 50
Intel
586
Socket 7
50 - 200
50, 66, 75, 83
Cyrix
Cyrix
Socket 7
PR –200
50, 66, 75, 83
Intel
Pentium Pro
150 - 200
60, 66
Intel
Pentium 2
Slot 1
233 - 450
66, 100
Intel
Pentium 3
FCPGA
500 - 1400
100, 133
Celeron (PentiPPGA, FCPGA,
Intel
366 - 1400
um 3)
FCPGA2
AMD
Athlon
Slot A, Socket A
850 - 2200+
133, 266
AMD
Duron
Socket A
800 - 1300
133
Intel
Pentium 4
Socket 423, 478
1400 - 2533
400, 533
Celeron (PentiIntel
Socket 478
1700 - 1800
400
um 4)
Микропроцессор Intel Pentium III.
Поддержка процессоров
28
Частота шины 100/133 МГц
70 новых команд
Серийный номер процессора Intel
Микроархитектура Р6
Системная шина 100 МГц и 133МГц
Кэш-память второго уровня объемом 256К, работает на
частоте процессора
Напряжение питания 1.7 или 1.75 В
Технология 0.18 мкм
Корпус FCPGA (Socket 370) или FCPGA2
Набор инструкций SSE
Микропроцессор Intel Pentium IV.
Поддержка процессоров
Наиболее совершенный, мощный процессор корпорации Intel для настольных
ПК и рабочих станций начального уровня
Микроархитектура Intel NetBurst
Технология гиперконвейерной обработки
Системная шина с частотой 400 МГц
Кэш-память первого уровня 8 Кб (данные) + Execution Trace Cache (кэшпамять с отслеживанием исполнения команд; кэширует до 12 000 "декодированных" команд, повышая эффективность и частоту поступления команд в
кэш-память)
Блок быстрого исполнения команд
Кэш-память с улучшенной передачей данных второго уровня объемом 256 KБ
Улучшенное динамическое исполнение команд
Улучшенный блок операций с плавающей запятой и обработки мультимедиа
Потоковые SIMD-расширения SSE2 со 144 новыми командами
Напряжение питания 1.7 Вольта или 1.75 Вольта
Технология 0.13 мкм
Корпус PGA478
Средства тестирования и мониторинга системы
Микропроцессор AMD Athlon XP.
Свойства архитектуры процессора AMD Athlon
Архитектура QuantiSpeed™ для увеличения производительности
o Суперскалярная, суперконвеерная x86 микроархитектура с возможностью обработки девяти инструкций за такт, оптимизированная для высокой производительности;
o Три параллельных декодера x86 инструкций;
o Три суперскалярных, полностью конвейерных блока операций с плавающей точкой с поддержкой
инструкций MMX и 3DNow!™ Professional;
o Три суперскалярных конвейерных блока для целочисленных вычислений;
o Три суперскалярных конвейерных блока для вычисления адресов;
o Контроль за 72 инструкциями;
o Усовершенствованная аппаратная предвыборка данных;
o Эксклюзивный и спекулятивный буфер TLB;
o Усовершенствованное динамическое предсказание ветвлений.
Технология 3DNow!™ Professional для достижения лидирующей производительности 3D операций
o 21, уже применяющаяся инструкция технологии 3DNow!, первой технологии расширяющей возможности суперскалярной обработки SIMD;
o 19 новых инструкций, улучшающих расчеты с целочисленными данными, необходимыми для ко-
29
дирования голоса и видео и интенсификации обмена данными, как для Internet-приложений, так и
для любых других приложений требующих потока данных;
o 5 новых DSP-инструкций для программных модемов, ADSL, Dolby Digital, и приложений использующих MP3;
o 52 SSE инструкции с SIMD обработкой целых чисел и чисел с плавающей точкой добавляют превосходную совместимость с Intel SSE технологией;
o Совместимость с Windows XP, Windows ME, Windows 98, Windows NT 4.x и Windows 2000.
266-МГц системная шина AMD Athlon™ XP обеспечивает небывалую полосу пропускания для приложений
требующих интенсивного обмена данными.
o Технология синхронизации исходящих данных;
o 8-разрядная коррекция (ECC) для контроля целостности пересылаемых данных;
o Максимальное значение ширины полосы пропускания до 2,1 Гб/с;
o Поддержка многопроцессорной обработки - топология точка-точка, с числом процессоров в многопроцессорных системах, определяемым вариантом реализации чипсета;
o Поддержка 24 отложенных транзакций на процессор.
Процессор AMD Athlon™ XP имеет полноскоростной кэш первого уровня, включающий в себя 64 Кбайт
кэш инструкций и 64 Кбайт кэш данных, дающих в сумме 128 Кбайт. Интегрированный на кристалл полноскоростной кэш второго уровня имеет объем 256 Кбайт. Таким образом суммарный объем полноскоростного кэша составляет 384 Кбайт.
Кристалл процессора имеет упаковку OPGA (Organic Pin Grid Array ) и предназначен для установки в
SocketA.
Электрический интерфейс совместим с 266 мегагерцовой системной шиной, основанной на протоколе
Alpha EV6
Кристалл процессора содержит приблизительно 37.5 млн. транзисторов на площади 128 мм2.
Изготавливается по современной 0.18 микронной технологии компании AMD с использованием медных
проводников на заводе Fab 30 (г. Дрезден, Германия).
Использована информация 3COM, Acorp, AMD, Asus, Creative, Gigabyte, Intel, Inwin, LG, Mitsumi, NEC, Pioneer,
Quantum, Super Flower, Tekram, Western Digital, ZyXEL.
Оперативная память предназначена для хранения кода и данных исполняемых на компьютере
программ с возможностью их быстрого чтения и записи. Промышленность выпускает два типа
микросхем полупроводниковой оперативной памяти: статическую и динамическую.
Элементарная ячейка хранения одного бита информации в микросхеме статической памяти представляет собою триггер с двумя стабильными состояниями. В отличии от статической памяти для
хранения одного бита информации в динамического типа памяти требуется один конденсатор
(например ёмкость перехода база – эмиттер транзистора). В связи с меньшим количеством электронных компонентов микросхемы динамической памяти имеют большую ёмкость. Для правильной работы динамической памяти требуется её периодическая регенерация, т.е. опрос всех ячеек
через определённый интервал времени.
Статическая память работает быстрее.
В первых микрокомпьютерах использовались микросхемы статической памяти с общим объёмом
около 2 – 16 Кбайт.
Затем в таких компьютерах применялась динамическая память 16 – 128 Кбайт (микрокомпьютер
«Синклер», отечественные микросхемы динамической памяти К565РУ5А,Б – 65Кбит на кристалле).
«286»-е компьютеры содержали от 1 до 4 мегабайт динамической оперативной памяти в виде
микросхем 80256 (отечественный аналог К565РУ7 – 256 Кбит на кристалле).
«386» и ранние «486» - от 1 до 8 Мбайт динамической оперативной памяти в виде отдельно установленных сменных модулей (печатная плата с напаянными на неё микросхемами) по 30 контактов.
Позже в «486»-х применялись 72-х контактные модули памяти SIMM с микросхемами динамической памяти, ведущими обмен данными в режиме FPM (fast page mode – режим быстрого страничного доступа).
Также на материнской плате для 486-го процессора находилось несколько микросхем быстрой
статической памяти объёмом около 64 Кб.
При переходе на платформу Pentium 72-х контактные модули оперативной памяти SIMM сохранились, однако в них уже применялись другие микросхемы динамической памяти, работавшие в
режиме EDO (Enhanced data output - режим расширенного времени присутствия данных).
30
Выпускались SIMM – модули с микросхемами EDO – памяти, рассчитанные на временные циклы
обмена данными с периодом 70 и 60 наносекунд.
Позже были разработаны микросхемы динамической памяти, ведущие обмен данными в строго
отведённые интервалы времени, так называемая «синхронная память» и новая печатная плата для
модуля такой памяти: 168 – контактный модуль DIMM с микросхемами синхронной памяти
SDRAM. Выпускались DIMM – модули с микросхемами SDRAM – памяти, рассчитанные на временные циклы обмена данными с частотами 66, 100 и 133 Мгц.
Такие модули памяти применялись во всех современных компьютерах (Intel Pentium, Pentium –
2,3,Celeron) до разработки новейших модулей синхронной памяти, ведущей два обмена данными
за время цикла обмена: DDR SDRAM, модуль DIMM.
В настоящее время выпускаются модули DIMM с
микросхемами динамической оперативной памяти
«DDR», рассчитанные на
временные циклы обмена
данными с частотами 100,
133, 166, 200 Мгц; что соответствует максимальной
пропускной способности канала «память – процессор» соответственно, как 1600, 2100, 2700,
3200 Гбит/сек. или 200, 266, 333, 400 Мбайт/сек.
Для платформы на основе Pentium – 4 выпущены модули оперативной памяти с несколькими каналами обмена данными или
RAMBUS – память следующих
спецификаций:
временные циклы обмена данными
с частотами 400 и 533 Мгц, т. е.
пропускная способность 800 и 1066
Мбайт/сек.
4. Типичная комплектация ПК для решения офисных задач;
Персональный компьютер явился блестящей заменой для офисной печатной машинки, настольного калькулятора и многих еще очень полезных в своё время вещей.
Предполагается, что рабочее время сотрудники в вашем офисе отдают на все 100% рабочей деятельности (разве что помимо перерыва на обед).
Поэтому в типичной офисной конфигурации персонального компьютера «игровая» видеокарта с
мощным 3-D ускорителем окажется дорогостоящим излишеством.
При типичной работе с документами в рамках Ms. Office нужно будет сделать упор на качественную печать документов, установив лазерный принтер. Наример Hewlett – Packard LaserJet 1200
или 2200.
Можно приобрести более мощный принтер, например Hewlett – Packard Laserjet 5000N, который
быстро и качественно выполнит печать документов группы офисных компьютеров, объединенных в локальной вычислительной сети.
Монитор для удобной работы с документами должен быть не менее 17’’.
Вам будет удобнее работать, если в системном блоке вашего компьютера будет установлено не
менее 128 (а лучше 256) Мб оперативной памяти, микропроцессор не хуже Celeron –500 (Pentium
III - 500).
Если требуется производить сканирование документов, предпочтительнее для этой цели выбрать
планшетный сканер с подключением по SCSI или USB – интерфейсам.
Итак, типичная конфигурация персонального компьютера для работы с документами:
1. Системный блок с микропроцессором Intel Celeron 1000 Мгц, 256 Мб. оперативной памяти, материнская плата с интегрированным видео и звуком, с интегрированным адаптером
31
2.
3.
4.
5.
подключения к локальной вычислительной сети, лазерный дисковод CDROM, дисковод
гибких дисков 3,5’’, жесткий диск 10Гб;
Монитор 17’’;
Мышь «с колесиком» Netscroll, качественная клавиатура;
Лазерный принтер;
Сканер.
Типичное программное обеспечение:
1. Операционная система MS.Windows 2000 Professional Edition (русскоязычная);
2. MS.Office 2000 (Word, Excel, Power Point, Access 2000) (русский);
3. ABBY Fine Reader ver.5.
При работе с чертежами и с графикой возрастают требования к видеокарте, требуется высококачественый монитор с диагональю не менее 21’’.
Компьютер для домашнего использования как правило комплектуется «игровой» видеокартой с
3-D ускорителем, звуковой платой, громкоговорителями.
5. ПК в качестве рабочей станции АСУТП.
Персональный компьютер, используемый в качестве рабочей станции АСУТП перестаёт быть
«персональным» по определению. Любые ваши некорректные действия на этом компьютере теперь уже могут привести к многомиллионным убыткам на большой технологической установке.
Узел АСУТП может содержать рабочую станцию на базе персонального компьютера.
На персональный компьютер устанавливается специализированное программное обеспечение
фирмы – поставщика АСУТП. персональный компьютер работает под управлением одной из версий MS.Windows NT, например Windows NT 4.0 или Windows 2000 Professional Edition.
Разумеется, на этом компьютере не приветствуется установка ненужных для ведения тех. процесса программ, особенно компьютерных игр.
Типичная конфигурация рабочей станции:
1. Системный блок с достаточными ресурсами для работы в среде MS.Windows NT4
/2000/XP специализированного ПО поставщика АСУТП.;
2. Монитор 17’’ – 21’’;
3. Мышь или шаровой манипулятор, клавиатура, специальная клавиатура (быстрый вызов
мнемосхем установки);
4. Сетевая плата, звуковая карта;
5. Устройство подачи звукового предупреждающего сигнала.
Тема 1.2 Аппаратные и программные средства систем автоматизированного управления
1.2.1 Датчики (КИПиА).
32
Датчики (КИПиА):
- Уровнемер на основе датчика давления;
- Расходомер на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления;
- Буйковый уровнемер;
- Поплавковый контактор уровня;
- Гальваномагнитный расходомер;
- Массовый расходомер на основе эффекта силы Кориолиса;
- Расходомер на основе трубок Пито и датчика дифференциального давления;
- Ротаметр;
- Ультразвуковой уровнемер;
- Датчики температуры:
Датчик температуры на основе термосопротивления;
Датчик на основе термопары;
Пирометрический датчик температуры и инфракрасная телекамера;
- Приборы газового анализа (газоанализаторы).
- PH – метр.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите область применения уровнемера на основе датчика давления.
2. Можно ли измерять расход технологического продукта в обратном направлении потока
расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления без каких –
либо манипуляций с диафрагмой и датчиком?
3. Требуется ли перенастройка буйкового уровнемера либо замена буйка при переходе с замера уровня в аппарате одного типа жидкостей на другой ?
4. Почему существует несколько типов поплавков для поплавкового контактора уровня?
Можно ли использовать этот прибор для работы в чисто газовой среде?
5. Как гальваномагнитным расходомером измерять расход подсолнечного масла?
6. Что произойдёт при смене направления потока продукта при замере его расхода расходомером на основе эффекта силы Кориолиса?
7. Что общего между ультразвуковым уровнемером и станцией РЛС (радиолокационная система ПВО для дальнего обнаружения стратегических ракет вероятного противника)?
8. Как использовать датчик температуры в качестве контактора уровня горячего вещества?
9. Подлежит ли ремонту сенсорный элемент датчика газового анализа?
Замечание по теме: физические принципы функционирования основных типов датчиков.
1. Уровнемер на основе датчика давления.
Давление P [Па] = F / S, где F [Н] – сила, S [м2] – площадь, на которую действует эта сила.
Объём резервуара V [м3] = R2H, где R [м] – радиус резервуара,
H – высота резервуара. Объём жидкости в резервуаре Vж = R2 h, где h
h
[м] – высота столба жидкости в резервуаре или уровень жидкости в
резервуаре. Масса жидкости в резервуаре m [Тонн] = Vж,
PT
где [Тонн/м3] - плотность жидкости. Сила, с которой жидкость давит на дно резервуара, F = mg, где g [м/с2] - постоянная
ускорения свободного падения тел. F = R2 gh. Давление на дно резервуара P = R2 gh / R2 =
gh. Итак, P = gh или измеряемый уровень столба жидкости h=P/(g).
При наличии в аппарате избыточного давления метод прямого замера давления в нижней части
аппарата для измерения уровня жидкого продукта становится неприемлемым: P=gh + Pсмещения.
Pсмещения – избыточное давление в аппарате, связанное с тех. процессом.
Таким образом соотношение h и P теряет однозначность, да и становится недоступным для измерения, так как обычно Pсмещения>>P=gh.
33
Pсмещения
h
+P
PT
-P
Для компенсации избыточного давления в аппарате при измерениях уровня жидкой фазы продукта на основании давления
столба жидкости (этого продукта) применяется дифференциальный датчик давления, соединяемый с технологическим аппаратом с помощью двух отборов (импульсных линий), подключаемых к аппарату на разных высотах.
Следует различать заливной и незаливной (сухой) уровнемер
на основе дифф. датчика давления.
Незаливной (сухой)
уровнемер на основе датчика дифф. давления используется там, где
Pсмещения+ΔP
маловероятно заполнение жидкими продуктами верхнего (по высоте) отбора, соединяющего верхнюю часть технологического аппарата со входом «-P» дифф. манометра.
Нижний (обычно находящийся на уровне жидкой фазы технологического продукта) отбор соединён со входом «+P» дифф. манометра.
В верхнем отборе из технологического аппарата давление равно избыточному давлению в аппарате Pсмещения; в нижнем отборе давление складывается из Pсмещения и давления столба жидкости
продукта ΔP = gh, измеряемый уровень h= ΔP/(g).
Дифф. манометр (датчик дифференциального давления) измеряет разницу давлений между входами «+P» и «-P». Таким образом избыточное давление в аппарате не оказывает влияния на результат измерений (если дифф. манометр исправен):
Pизмеряемое= Pсмещения+ΔP - Pсмещения = ΔP = gh.
Профилактическое обслуживание этого вида уровнемера в основном сводится к продувкам импульсных линий (отборов).
При заполнении жидкостью верхнего отбора в результате его постепенной конденсации или при
превышении уровня жидкости в аппарате выше уровня врезки в аппарат верхнего отбора в линии
«-P» дифф. манометра к избыточному давлению Pсмещения аппарата добавляется Pпаразитное=gH, где
H – высота столба жидкости в верхнем технологическом отборе.
Это приводит к компенсации измеряемого давления столба жидкости в аппарате и в итоге к ошибочной информации об измеренном уровне: Pизмеряемое= Pсмещения+ΔP - Pсмещения - Pпаразитное = ΔP - Pпаразитное = gh-gH=g(h-H), где h – уровень жидкости в аппарате (от высоты врезки нижнего отбора и выше), H – высота столба жидкости в линии верхнего отбора.
В тех аппаратах, где очень вероятно превышение уровня жидкой фазы продукта выше высоты
расположения точки врезки верхнего отбора в аппарат или сама рабочая среда способствует конденсации продукта в верхний отбор целесообразно применять заливной уровнемер на основе
датчика дифф. давления либо буйковый уровнемер (см. далее пункт №3).
Заливной уровнемер на основе датчика дифф. давления не имеет никаких отличий в монтаже и
пространственном расположении обоих отборов. Как и в случае с сухим уровнем датчик дифф.
давления расположен на одной высоте с точкой врезки нижнего отбора в тех. аппарат, соединительная линия нижнего отбора проходит горизонтально и подключается ко входу «+P» датчика;
из точки врезки верхнего отбора вниз к датчику спускается линия верхнего отбора, подключаемая ко входу «-P» датчика.
Однако линия верхнего отбора полностью заполнена той – же самой жидкостью, чью высоту мы
собрались мерить в этом аппарате. Таким образом нам уже не страшен перелив в аппарате или
конденсация жидкости в верхний отбор – мы его заполнили сами.
Результирующее давление, измеренное дифф. манометром:
Pизмеряемое= Pсмещения+ΔP - Pсмещения - Pпаразитное = ΔP - Pпаразитное = gh-gH=g(h-H).
Мы сами создали паразитное давление. Далее это паразитное давление (заранее известное из геометрии верхнего отбора и плотности жидкости) компенсируется электронной схемой дифф. манометра: дифф манометр для заливного уровня предварительно настраивается в лаборатории ремонта КИП таким образом, чтобы давать сигнал об нулевом результирующем давлении при
наличии Pпаразитное = gH на его входе «-P»: «ноль» прибора смещается в положительную сторону
на величину Pпаразитное = gH.
В итоге паразитное давление компенсируется: Pизмеряемое= ΔP - Pпаразитное+ Pпаразитное = ΔP=gh.
Профилактическое обслуживание этого вида уровнемера так же заключается в периодической
продувке импульсных линий (линий верхнего и нижнего тобора), однако после каждой такой
34
продувки необходимо полностью заполнять рабочей жидкостью (жидкостью, чей уровень мы измеряем в аппарате) линию верхнего отбора.
При пустой линии показания заливного уровнемера будут ложными, причём прибор будет показывать максимальный измеряемый уровень.
Если жидкость, уровень которой мы измеряем, может замерзнуть (например вода в зимнее время), то параллельно импульсным линиям в единой теплоизоляции идут линии обогрева, по которым циркулирует водяной пар. Это создаёт дополнительные сложности в работе заливного
уровнемера. Предварительно залитая жидкость в верхний отбор может выкипеть при чрезмерном
обогреве. При его отсутствии она замерзнет (зимой).
Для сухого уровнемера перегрев линии верхнего отбора является благом: следы жидкости, накопившиеся в верхнем отборе до следующей его продувки при сервисных операциях испаряются с
помощью чрезмерного обогрева. Однако если эта жидкость содержит мех. примеси, то импульсная линия может засориться сухими остатками.
Следует обратить внимание на то, что в надёжность уровнемера на основе датчика абсолютного и
дифференциальных давлений определяется в основном соединительными (импульсными) линиями, которые являются застойными, тупиковыми линиями для продукта, высоту которого мы собираемся измерить в аппарате. В этих линиях продукт может замёрзнуть или загустеть.
Показания этого уровнемера жестко привязаны к плотности жидкости.
поток
V4
2. Расходомер на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления.
Массовый расход Q = d2√2∆P / 4 [кг/с], где
- коэффициент расхода, - коэффициент расширения
(для несжимаемой жидкости = 1),
d – [м] диаметр сужающего отверстия,
V3
V2
V1
V5
∆P – [Па] перепад давления,
[кг/м3] – плотность продукта.
+P
-P
Обслуживание расходомеров на основе диафрагмы и
FT
датчика дифференциального давления
В дренаж
представляет
собой непростую задачу, особенно в осенне – зимний период. Линии отбора замеряемого давления от трубы продуктопровода до датчика дифференциального давления снабжены специальными высокогерметичными ручными задвижками V1,
V2 и V3.
Дренажная линия подключается к отборам через задвижки V4 и V5.
Для продувки засорившегося отбора необходимо открыть уравнивающую давления задвижку
V3, давление на входах «+» и «-» датчика выровняется. Это необходимо для защиты прибора от
высокого абсолютного давления в продуктопроводе, так как измеряемый перепад давления на
диафрагме гораздо меньше абсолютного давления в продуктопроводе (например 50 кг/см2 и 0,25
кг/см2). Далее закрывают задвижки V1 и V2 – теперь прибор отключен от продуктопровода. Затем открывают дренажную задвижку V4 для продувки отбора «+», расположенного перед диафрагмой (согласно направлению потока в продуктопроводе) на 20 - 40 секунд, затем зарывают
V4. Аналогично для продувки отбора «-» открывается на 20 – 40 секунд дренажная задвижка V5.
Можно проверить правильность установки «0» прибора – миллиамперметром измеряется выходной ток датчика и подстраивается «0» прибора подстроечным резистором на приборе до уровня
4,00 мА.
Теперь можно включить прибор в работу : сначала открываются задвижки V1 и V2, затем закрывается задвижка V3.
Итак, для проверки и подстройки «0» прибора: открываем задвижку V3, закрываем V1 и V2, подключаем миллиамперметр последовательно в линию выходного электрического сигнала датчика
и при отличии показаний миллиамперметра от 4,00 мА производим регулировку подстроечного
резистора «0» датчика дифф. давления.
По окончании регулирования открываем задвижки V1 и V2, закрываем V3 – прибор снова в работе. Если отрегулировать ноль не удалось – значит прибор неисправен.
35
При очень сильном снижении показаний расхода продукта: очевидно засорилась линия отбора
«+», расположенная перед диафрагмой согласно потока в продуктопроводе. Открываем задвижку
V3, закрываем V1 и V2, открываем дренажную задвижку V4. По окончании дренирования закрываем задвижку V4, открываем V1 иV2, закрываем V3. Проверяем показания расходомера.
При очень сильном повышении показаний расхода продукта: очевидно засорилась линия отбора
«-», расположенная после диафрагмы согласно потока в продуктопроводе. Открываем задвижку
V3, закрываем V1 и V2, открываем дренажную задвижку V5. По окончании дренирования закрываем задвижку V5, открываем V1 иV2, закрываем V3. Проверяем показания расходомера.
Следует обратить внимание на то, что данный расходомер является самым массовым устройством измерения расходов технологических продуктов на предприятиях ТЭК, в частности на
Астраханском ГПЗ. Надёжность его работы в основном определяется надёжностью электронного
датчика – дифф. манометра, надёжностью соединительных сигнальных (импульсных) линий,
герметичностью соединительных задвижек и правильностью действий оперативного персонала
при продувках импульсных линий, качеством продукта (наличие и вязкость масел, смол; наличие
мех. примесей, конденсата, промысловой воды) а так же временем года (зимою этот расходомер
чаще выходит из строя в основном по замерзанию воды в импульсных линиях).
Поэтому идеология планирования и разработки схем автоматизации технологических установок с
применением расходомеров на основе сужающего отверстия (диафрагмы) и дифф. манометра
должна учитывать возможные перерывы в показаниях этих приборов на время операций по их
обслуживанию. В это время тех. процесс должен проводиться с вычислением недостающих показаний по данным других датчиков КИП.
3. Буйковый уровнемер.
Буйковый уровнемер представляет из себя электронные весы, взвешивающие специальный груз –
буёк , изготовленный из фторопласта или в виде цилиндра из нержавеющей стали.
Буёк находится в специальной полости – колонке, которая является сообщающимся сосудом с
аппаратом, в котором производится измерение уровня; так же буёк может находиться в технологической ёмкости.
При заполнении колонки по мере повышения уровня в аппарате происходит компенсация силы
тяжести, приложенной от буйка к измерительному рычагу электронных весов выталкивающей
силой на основе закона Архимеда.
Выталкивающая сила
FАрх
равна силе тяжести
жидкости в объёме погруженной
части буйка.
Блок электронR [м] – радиус буйка,
FАрх = R2 h 1 g , где
ных весов
h [м] – глубина погружения
буйка в жидкость или высота измеряемого столба жидкости,
3
1 – [кг/м ] плотность жидкости, g [м/с2] - постоРычаг
янная ускорения свободного падения тел. Сила
тяжести Fт = mg = R2 H 2 g , где m [кг] – масса
буйка, H – полная длина буйка, 2 – плотность материала
буйка (монолитный буёк, например из фторопласта).
Сила, действующая на рычаг электронных весов
Буёк
представляет собой разность Fт и FАрх :
h
Fрез. = Fт – FАрх = mg - R2 h 1 g,
Fрез. = (m - R2 h 1)g .
При h=0 Fрез.= mg,
максимальное значение
нагрузки на весы. При h=H
Fрез = mg - R2 H 1g,
минимальное значение
Выходной сигнал элек-Fт
Колонка
нагрузки на весы.
тронных весов содержит информацию об измеряемом уровне жид-
36
кости:
L = K(-Fрез) = - Kg (m- R h 1) =Kg( R h 1-m), где K – коэффициент преобразования весов,
L = Kg R2 h 1 – Kgm, где B = Kgm – константа, отображающая вес буйка.
Итак, L = Kg R2 h 1 – B.
2
2
Как видно, измеренный уровень жидкости L является линейной зависимостью от плотности
жидкости 1 и высоты погруженной в жидкость части буйка h. В весах происходит электронная
компенсация неизменной компоненты B =Kgm, эта переменная отсутствует в выходном сигнале:
L = Kg R2 h 1
Хочу обратить ваше внимание на то, что в итоговой формуле присутствует плотность вещества,
уровень которого мы пытаемся измерить этими электронными весами; таким образом на самом
деле мы измеряем выталкивающую Архимедову силу, которая выталкивает буёк в газовое пространство. При попадании в технологический аппарат более лёгкой жидкости (например бензин
вместо солярки) наши измеренные миллиметры прилично сократятся.
Контактный
вход АСУТП
4. Поплавковый контактор уровня.
Поплавок
Контактор уровня – устройство, сигнализирующее
об превышении / понижении значения уровня. Прибор не
ведёт измерений текущего уровня, он замыкает или размыкает электрическую линию по наступлению повыКолонка
шения или понижения уровня относительно какой-то
величины. Принцип работы прибора состоит в следующем:
колонка представляет собой сообщающийся с технологическим
Аппарат
аппаратом
сосуд, на дне колонки лежит поплавок, соединенный осью с микровыключателем в верхней части колонки. Место установки колонки по высоте определит
уровнень жидкости в аппарате, при котором произойдёт всплытие поплавка и передача механического момента осью на микровыключатель, посылающий сигнал в электрическую линию, далее
на логический вход АСУТП.
Конструктивно поплавок представляет собой шар из двух качественно сваренных полусфер. Материалом обычно служит листовая нержавеющая сталь различной толщины, внутри такого поплавка находится воздух и определённое количество свинцовой дроби, с помощью которой изготовитель подгоняет вес поплавка, что приводит к нужному значению результирующей плотности
поплавка (вес / объём всего изделия) для всплытия поплавка в воде и конденсате или только в воде.
Исходя из закона Архимеда для использования на производстве применяются несколько типов
поплавка – лёгкий поплавок для всплытия при заполнении колонки конденсатом (смесь легких
фракций жидких углеводородов) или водой, тяжелый поплавок, который всплывёт в воде, а в
конденсате этого не произойдет из – за меньшей плотности конденсата. Это позволяет контролировать границу раздела фаз конденсата и воды.
При всплытии поплавка генерируется сигнал повышения уровня.
Если колонка контактора подключена к аппарату ниже рабочего уровня, то поплавок обычно все
время будет плавать, при снижении уровня жидкости в аппарате ниже рабочего он опустится и
перестанет воздействовать механической осью на микропереключатель – так будет сформирован
сигнал низкого уровня. При эксплуатации технологического резервуара (аппарата) с неоднородной (по плотности) рабочей средой (например легкая и тяжелая фракции углеводородов – газовая
смесь и конденсат) применение поплавкового контактора уровня эффективно и надежно позволит фиксировать на общезаводской АСУТП достижение пороговых значений уровня жидкой фазы в аппарате.
Установив на аппарат поплавковые контакторы в его верхней и нижней части (по высоте аппарата) мы можем получить следующие сигнализирующие либо аварийные сигналы.
Если рабочий уровень конденсата в аппарате выше чем верхний контактор уровня, то при его
снижении до уровня расположения верхнего контактора уровня произойдет генерация сигнала
низкого уровня конденсата в аппарате, при снижении уровня конденсата до уровня расположения
37
нижнего контактора уровня произойдет генерация сигнала сверхнизкого уровня конденсата в аппарате.
Если рабочий уровень конденсата в аппарате между верхним и нижним контакторами уровня, то
при повышении уровня формируется сигнал высокого уровня контактором, расположенным выше рабочего уровня конденсата; при снижении уровня конденсата до уровня нижнего контактора
будет сформирован сигнал низкого уровня конденсата в аппарате.
Если рабочий уровень конденсата ниже обоих контакторов, то при его повышении до уровня
нижнего контактора будет сформирован сигнал высокого уровня; при дальнейшем повышении
уровня конденсата до уровня верхнего контактора будет сформирован сигнал сверхвысокого
уровня конденсата в аппарате.
Следует обратить внимание на то, что рассмотренный выше поплавковый контактор уровня является механическим устройством, в котором может заклинить ось поплавка, может поломаться
микропереключатель. Поплавок при замерзании воды будет раздавлен и его придётся заменить.
B
жидкость
5. Гальваномагнитный (индукционный) расходомер.
R
Применяется для измерения расхода электропроводящих
жидкостей, используется эффект ЭДС движущегося проводника в магнитном поле. Конструктивно прибор представляет собой рабочую камеру, внутренний диаметр рабочей камеры равен диаметру продуктоЭлектроды
провода, камера ставится в разрыв продуктопровода фланцевым соединением, внутренняя поверхность камеры из изолятора (фторопласт), контактные
электроды (нержавеющая сталь) расположены по бокам камеры. Вокруг фторопластовой внутренней части камеры расположена катушка индуктивности, создающая перпендикулярное потоку
продукта магнитное поле, поверх катушки индуктивности расположен прочный металлический
корпус, рассчитанный на высокое рабочее давление. На корпусе камеры расположена клеммная
коробка, куда выводятся выводы катушки и контактов и блок электронного преобразования.
При движении токопроводящей жидкости в магнитном поле происходит разделение положительно и отрицательно заряженных ионов. Это приводит к появлению ЭДС на электродах, величина
ЭДС прямо пропорциональна расходу жидкости в трубе, полярность ЭДС зависит от направления потока. Таким образом гальваномагнитный расходомер позволяет измерять расход как в
прямом так и в обратном направлении в отличии от расходомера на основе диафрагмы и датчика
дифференциального давления, зависимость показаний гальваномагнитного расходомера от расхода линейная; однако он не позволяет измерять расход жидкостей – диэлектриков, к которым
относятся широкая фракция углеводородов (нефтепродукты), краски, лаки, масла, растворители,
смолы. У диэлектрика нет носителей электрического заряда, все молекулы его вещества надёжно
химически связаны и не распадаются на разноимённо заряженные ионы.
Естественно, таким расходомером нельзя измерить расход газа (если он не ионизирован, т.е. если
он не в состоянии плазмы).
Несмотря на ограничения в использовании гальваномагнитного расходомера по типу измеряемой
среды (она должна быть электропроводна) у этого прибора есть существенные преимущества перед стандартной сборкой «диффманометр – диафрагма» при работе с взвесями диэлектриков и
абразивных веществ (например серы) в электропроводящей среде (вода): типовой метрологический расчёт сужающего отверстия диафрагмы предполагает однородную измеряемую среду,
диафрагма как правило изготавливается для измерения потока только в одном направлении, при
попытке измерить обратный поток она даст ложный перепад давления из- за её геометрии. Также следует иметь ввиду быстрый абразивный износ диафрагмы при работе со взвесями.
6. Массовый расходомер на основе эффекта силы Кориолиса.
38
колебания
Fk
Fk
крепление
Массовый расходомер на основе эффекта силы Кориолиса является устройством, позволяющим производить прямое измерение массового расхода проходящей через него жидкости.
Массовый расходомер фирмы “Fisher – Rosemount “ серии “Micro Motion” состоит из
блока датчика и блока преобразователя.
В герметичном, заполненном инертным газом корпусе блока датчика находится U –
образная упругая металлическая трубка, жестко закреплённая в начале и окончании колена. Продукт проходит по этой трубке. Зона изгиба трубки, расположенная по середине
приводится в механическое колебательное движение катушкой индуктивности, при
движении продукта по трубке колебательные движения зоны изгиба трубки изменяются,
трубку «разворачивает» относительно горизонтальной линии крепления вправо или влево в зависимости от направления движения продукта по трубке . Так проявляется эффект силы Кориолиса.
Величина этого «разворота» или «закручивания» трубки фиксируется индуктивными датчиками, расположенными слева и справа от зоны изгиба трубки,
это позволяет проводить прямое измерение массового расхода проходящей
по трубке жидкости.
продукт
Так же из –за наличия в трубке жидкости её вес возрастает, частота колебаний трубки уменьшается, что позволяет производить прямое измерение плотности проходящей по трубке жидкости.
Дополнительно на трубке расположено термосопротивление, фиксирующее температуру продукта.
Итак, массовый расходомер серии “Micro Motion” фирмы “Fisher – Rosemount” производит прямое измерение массового расхода жидкости как в прямом,
так и в обратном направлении потока; прямое измерение плотности жидкости и измерение её
температуры.
Материалы, из которых изготовлен блок датчика, позволяют измерять массовый расход жидкостей с температурой до +250 С.
Таким образом, исходя из принципа работы и отличных конструктивных материалов рассмотренного выше образца прибора (нержавеющая сталь, заполнение межтрубного пространства
датчика инертным газом), этим прибором можно с приемлемой точностью измерять расход
очень вязких и горячих жидкостей (подсолнечное масло, жидкий шоколад, жидкая сера), вести
коммерческий учёт отпускаемых нефтепродуктов.
Однако при измерении массового расхода газов эффект закручивания измерительной трубки
окажется не столь велик ввиду небольшой плотности газов, да и сама эта плотность будет варьировать в широких пределах в зависимости от давления продукта. Для измерения расхода газообразных продуктов следует воспользоваться расходомером на основе сужающего отверстия (диафрагмы) и дифф. манометра.
7. Расходомер на основе трубок Пито и датчика дифференциального давления.
Напорная трубка или трубка Пито является измерителем скорости потока.
Дифференциальная трубка Пито отличается от обычной
- P
+ P
+ P
FT
механическим совмещением трубки Пито и трубки обратного
давления. При движении продукта в технологической линии на
выходе трубки Пито образуется давление P = Pстат + Pдин, где
Pстат – давление продукта в технологической линии, Pдин – давление потрубе, Pдин = v2 /2, где - плотность среды, v –
скорость потока возле напорной трубки.
Продукт
Продукт
На выходе трубки обратного давления присутствует
только Pстат, поэтому на датчик дифференциального
Трубка Пито
давления поступает разность давлений
в трубке Пито и обратной трубке P = Pстат + Pдин - Pстат = Pдин = v2 /2 .
- P
FT
тока
Дифференциальная трубка Пито
39
Скорость потока возле трубки v = kсжимаемости kтрубки 2P/ , где kсжимаемости – коэффициент сжимаемости газа, для несжимаемой жидкости kсжимаемости =1; kтрубки – коэффициент, определяемый
геометрией трубки.
Расход продукта в технологической линии Q ~ {v, P}.
Хочу обратить внимание на сходство принципов работы расходомера на основе сужающего отверстия (диафрагмы) и трубок Пито – и то и другое преобразует значение расхода продукта в перепад давлений, который регистрируется дифф. манометром.
Оба эти метода вносят некоторую потерю давления продукта в технологической линии после замерного узла, например от 0,25 до 0,5 кг/см2 при номинальном расходе продукта с исходным
давлением 73 кг/см2.
Выход
8. Ротаметр.
P/S
mg
Вход
Ротаметр является механическим показывающим устройством, основное назначение которого – показывать расход оптически прозрачных газов по месту установки.
В основу его работы положен принцип равновесия силы тяжести mg и подъёмной
силы восходящего вверх потока P/S, где P – давление возле парящего зонда, S –
площадь этого зонда. Причём давление P всё время будет одинаковым во всём измеряемом диапазоне расхода продукта и равным P = mg/S, где m – масса зонда.
Шкала
При повышении расхода газа зонд будет подниматься до высоты, соответствующей прежней величине давления на зонд. А эта новая высота парения зонда при увеличенном
расходе продукта через ротаметр будет на большей высоте, чему будет соответствовать больший диаметр конусно расходящейся трубки оптически прозрачного корпуса этого показывающего прибора.
Ротаметр в основном применяется в контроле и ручной дозировке малых расходов технологического воздуха или инертного газа например для
пробулькивающего уровнемера на основе датчика давления для измерения уровня продуктов в
заглубленных ёмкостях.
Следует обратить внимание на то, что ротаметр – это ручной (а не автоматический) регулятор
расхода, не следует его путать с клапаном – стабилизатором давления (редуктором).
9. Ультразвуковой уровнемер.
Ультразвуковой уровнемер является прибором – эхолокатором, использующим принцип конечной и заранее известной скорости распространения звуковых волн в воздушной среде, это позволяет измерять расстояния от прибора до объекта, отражающего излучаемые эхолокатором звуковые импульсы.
Расстояние от отражающего звук объекта до эхолокатора в воздушной среде L = v t /2, где v –
скорость звука в воздухе, t – время между посылкой эхолокатором звукового импульса и приёУльтразвуковой
излучатель
Генератор ультразвуковой частоты
Коммутатор
Генератор управляющих импульсов
Таймер
Выход
Усилитель
мощности
Входной селектор - усилитель - детектор
Объект
Ультразвуковой
сенсор
мом его отражения от отражающего объекта. Звук проделывает двойной путь – от локатора до
объекта и назад. Функционально ультразвуковой уровнемер состоит из генератора ультразвуковых колебаний, которые кратковременно направляются с помощью коммутатора в ультразвуковой излучатель. Необходимую мощность излучения, которая зависит от максимального расстоя-
40
ния до отражающего объекта эти короткие ультразвуковые импульсы приобретают в усилителе
мощности. Отражаясь от объекта, ультразвуковой импульс принимается ультразвуковым сенсором (микрофон, который умеет слышать ультразвук), усиливается и селектируется от посторонних помех во входном усилителе, детектируется.
Работой всего устройства управляет генератор управляющих импульсов, по импульсу с этого
устройства запускается счет таймера, по импульсу этого устройства коммутатор посылает ультразвуковой импульс в усилитель мощности, оттуда в излучатель, далее импульс проделывает
путь до объекта отражения в воздушной среде, затем импульс возвращается тем же путем в воздушной среде до ультразвукового сенсора, усиливается во входном усилителе, детектируется и
поступает в таймер, останавливая счет.
На выходе таймера периодически возникает сигнал, представляющий из себя временной интервал пути ультразвукового импульса по электронной схеме и в воздушном пространстве.
После дальнейших несложных математических преобразований из величины этого временного
интервала формируется расстояние от ультразвукового уровнемера до объекта
отражения. Одной из областей применения ультразвукового эхолокатора
Ультразвуковой
уровнемер
как уровнемера служит измерение расстояния от верхней части нефтеналивного резервуара до поверхности налитой в него нефти.
Следует обратить внимание на то, что показания ультразвукового
Резервуар
уровнемера зависят от рабочей среды, так как скорость звука в разных
средах существенно отличается: скорость звука в воде гораздо выше
скорости звука в воздухе, поэтому звук в воде за одинаковый промежуток времени проходит гораздо большее расстояние, чем в воздухе. ПоНефть
этому ротаметр, рассчитанный на работу в водной среде при попытке
его использования в воздухе или газе будет давать завышенные показания измеряемого расстояния. Естественно прибор, временные параметры которого скорректированы для работы в воздушной среде в воде даст занижение измеряемых
расстояний.
10. Датчики температуры.
Большое семейство приборов, от термосопротивлений, термопар до пирометрических приборов и
инфракрасных телекамер.
Как массовые средства КИПиА практический интерес представляют датчики температуры на основе термосопротивлений и термопар.
А) Датчик температуры на основе термосопротивления. Обычно используется платиновое термосопротивление.
1. В клеммной коробке прибора может быть расположен усилитель – корректор, в этом случае
прибор выдает токовый аналоговый сигнал от 4 до 20 мА (питание 24В) в определённом ранге
температур.
Достоинство – компактность, для ввода в АСУ можно применить обычный двухжильный кабель.
Недостаток – выходной стандартный сигнал от 4 до 20 мА жестко привязан к определённому
измеряемому температурному интервалу, дистанционно (на АСУ) изменить который никак нельзя, не иначе как заменив сам датчик температуры.
Коробка
Трубка - удлинитель
2. Датчик
Усилитель - корректор
температуры не
содержит
усилителя – корректора, имеется термосопротивление, корпус и клеммная коробка. Электрически такой прибор подключается трёхжильным обычным кабелем к блоку – предусилителю, расположенному в зоне АСУ, откуда на аналоговый вход АСУ; либо на температурный канал АСУ. Смысл использования трёхжильного сигнального кабеля в компенсации конечного сопротивления электрического кабеля между датчиком и температурным
входом на АСУ.
Терморезистор
41
Температурный
t
Общий
Компенсационный
Достоинство – возможность дистанционного изменения границ измерения в существенно
больших пределах, чем в случае датчика температуры с усилителем – корректором. Возможность
комплектации большого количества позиций по установкам однотипными датчиками, различающимися только типоразмерами трубки – удлинителя.
Недостаток – более дорогой трехжильный обычный электрический кабель, более дорогой температурный канал АСУ ( в отличии от стандартного аналогового) либо дополнительный аналоговый преобразователь между датчиком температуры и аналоговым входом АСУ.
Напряжение и ток информационных сигналов в этом трёхжильном электрическом кабеле имеют
более низкие значения, чем в стандартном 4 – 20 мА двухжильном кабеле, в итоге кабельные
трассы с температурными сигналами от датчиков без усилителя – корректора более восприимчивы к наведённым помехам, например от силовых кабелей.
Б) Датчик на основе термопары. Конструктивно корпус, клеммная коробка, термопара.
Подключается к усилителю – корректору с помощью компенсированного двухжильного электрического кабеля. Смысл компенсации состоит в отсутствии дополнительных термопар в местах
стыковки датчика с кабелем, кабеля с усилителем – корректором. Реализуется компенсация применением в кабеле жил из разнородных металлов.
Достоинство – возможность измерения более высоких температур.
В принципе, платиновое термосопротивление способно выдерживать высокую температуру, однако чем больше диапазон, в котором работает электронный градусник на основе термосопротивления, тем всё больше прояаляется нелинейность зависимости сопротивления от температуры, тем это труднее подавить в специальных аналоговых схемах или в нетривиальных цифровых
пересчётных функциях.
Работа термосопротивления основана на освобождении дополнительных носителей электрических зарядов при нагреве полупроводниковго материала; либо на ухудшении подвижности электронного газа в металле при увеличении амплитуды тепловых колебаний атомов металла (при
нагреве металла).
Термопара, в отличии от термосопротивления не использует два вышеописанных физических явления; термопара является генератором термо – ЭДС, она является обычной тепловой машиной,
только здесь в отличии от кондиционера «зима – лето» мы не тратим электроэнергию на поддержание разности температур «офис – улица», а вырабатываем её на разнице температур в печи и
на улице. Это мизерное выработанное количество эл. энергии является информационным сигналом о величине разницы температур «печь – улица». Теоретически предельно достижимый КПД
тепловой машины k = (T1 – T2)/ T1, где T1 – температура «котла», T2 – температура «холодильника». Реальный КПД k’<=k. Термо – ЭДС U = k’ * (T1-T2)/T2; этот процесс более линейный,
чем процессы в термосопротивлении, однако термопара измеряет не температуру а разность температур, что в общем – то несущественно при измерении разности, состоящей из высокой температуры в печи и температуры на улице.
Недостаток – дорогой компенсированный кабель, жесткие требования к монтажу кабеля из – за
низкого уровня электрических сигналов в кабеле.
Следует обратить внимание на то, что термопара на основе спая разнородных металлов – инструмент для измерения довольно больших температур, tизм>200º C. При меньших температурах
термо – ЭДС у такой термопары невелика и её трудно регистрировать на фоне шума усилительно
– согласующих устройств и электрических помех в сигнальном кабеле, а это приведёт к снижению точности и достоверности измерений. Да и сами показания будут более зависимыми от температуры окружающей среды (температура второго или холодного спая термопары).
Поэтому основное место для применения термосопротивления – измерение комнатной температуры и близлежайшей к ней вплоть до 200º C, чему соответствуют основные технологические
42
трубопроводы, аппараты на предприятиях ТЭК. Однако температуру внутри печей, дымовых
труб уже нужно измерять термопарами.
Для особо высоких температур, там, где может расплавиться термопара, следует использовать
датчики температуры, работающие не на конвекционном и контактном теплообмене, нагревающиеся до температуры измеряемой среды (термометр, термосопротивление, термопара), а приборы, использующие совершенно другие принципы измерения температуры: тепловизор – инфракрасная телекамера, пирометр (приборы контроля температуры на основе анализа излучения;
светового потока, исходящего от сильно нагретых тел и от пламени).
11. Приборы газового анализа.
Прибор газового анализа представляет собой электронный «нос» на основе специального пористого полупроводника, имеющего большую площадь соприкосновения с атмосферным воздухом.
От применяемых в датчике материалов зависит чувствительность оного к определённым газовым
примесям в атмосферном воздухе.
На АГПЗ в основном используются датчики, чувствительные к сероводороду и сернистому ангидриду. Величина выходного сигнала в линейной зависимости от концентрации газа в
атмосферном воздухе. Сигнал с выхода полупроводникового датчика поступает на усилитель –
корректор, откуда выдаётся стандартный аналоговый выход 4 – 20 мА.
При калибровке прибора датчик помещается в ёмкость, продуваемую стандартной газоповерочной смесью (заранее приУсилитель Датчик
корректор
готовленная смесь воздуха и газа, к которому
Выход
чувствителен датчик газоанализатора, концентрация которого была точно измерена при приготовлении
этой смеси). Выходные показания газоанализатора корректируются к рекомендуемым для этой поверочной смеси с помощью изменения усиления усилителя
– корректора. Сам датчик можно только аккуратно открутить и выкинуть после истечения срока
эксплуатации, все настройки только в усилителе – корректоре.
Следует обратить внимание на возможность «отравления» датчика прибора газового анализа некоторыми химическими веществами, эти вещества должны быть указаны в документации фирмы
– изготовителя датчика. Наличие этих веществ в зоне измерения резко сокращает срок службы
прибора газового анализа. Так же происходит «отравление» датчика и специфическое занижение
дальнейших результатов измерений, если газ, концентрацию которого мы хотим измерить, постоянно находится в воздухе по месту расположения прибора газ. анализа в большой концентрации.
12. PH – метр.
G
Для измерения кислотно – щелочного баланса загрязняющих технологическую воду примесей применяется PH – метр или измеритель кислотности.
Принцип работы PH –метра заключается в измерении ЭДС на контактах, погруженных в измеряемую среду. Эта ЭДС является однозначной функцией кислотно – щелочного
баланса среды.
Электроды в
измеряемой
среде
+
–
Электрический
сигнал с электродов, погруженных в
измеряемую среду, усиливается и
сравнивается с сигналом от электродов, погруженных в образцовую среду – специально приготовленный электролит с
заранее известной PH. Таким образом мы уходим от зависимости показаний прибора от материала электродов.
Электроды в
образцовой
среде
Электроды
Измеряемая
среда
Выходной
сигнал
43
На Астраханском ГПЗ прибор для измерения pH применяется, в частности на установке грануляции серы У150/1.
Вода на установке грануляции серы имеет контакт с жидкой серой. В жидкой сере всегда присутствуют в виде примесей растворённые газы остаточной дегазации (сероводород, сернистый
ангидрид). Эти газы растворяются в воде, слабо её подкисляя. Для нейтрализации образовавшегося раствора сернистой кислоты в воду добавляется 41% масс. водный раствор едкого натра.
Изменение кислотности регистрируется с помощью PH – метра.
Следует обратить внимание на отсутствие механических примесей в зоне датчика pH –метра.
Механические примеси в виде твёрдых нерастворившихся продуктов хим. реакций могут засорить датчик и привести к неправильным показаниям, к отсутствию реакции на изменение кислотности. Так же датчик для более точных и оперативно меняющихся по времени показаний
должен быть смонтирован в месте технологического перетока (потока) технологического продукта а не в застойном (у края ёмкости, сосуда; в боковом отводе от продуктопровода), где изменения кислотности будут более консервативными и не будут отражать основной картины тех. процесса.
Примеры решения типовых задач
Задача №1
В резервуаре налито 200 Тонн бензина А-76 плотностью 0,763 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 10 метров.
Каков диаметр резервуара?
Решение: Диаметр резервуара D [м] = 2R. Объём, занимаемый топливом в резервуаре,
V [м3] = m / . V = Sh, где S [м2] – площадь дна резервуара, h – высота жидкости в резервуаре.
m / = Sh = R2h , R2 = m / h. D =2R = 2 m / h .
D = 2 200 / (0,763 * 3,14 * 10) = 5,77 м.
Ответ: Диаметр резервуара D = 5,77 метров.
Задача №2
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным соляркой с плотностью
с=790 кг/м3, которая находилась в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате.
Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 5 метров.
Как изменятся показания уровнемера?
Решение: Диффманометр регистрирует разность давлений: из давления в нижнем отборе вычитается давление, создаваемое верхним отбором.
Давление в нижнем отборе P1= Pсмещения+ΔP, где Pсмещения – абсолютное давление в тех. аппарате;
ΔP=вgh – давление столба пластовой воды в аппарате, g – постоянная ускорения свободного падения тел, h – уровень воды в аппарате.
Давление в верхнем отборе P2= Pсмещения+сgH, где с- плотность попавшей в верхний отбор солярки, H – высота между точками врезки в аппарат верхнего и нижнего отборов (максимально
возможный измеряемый уровень, высота столба солярки в верхнем отборе).
Диффманометр для заливного уровнемера настроен в лаборатории таким образом, что у него
смещён «ноль» на величину давления стоба воды в верхнем отборе вgH: Pизмеряемое = P1P2+вgH= Pсмещения+ΔP-( Pсмещения+сgH)+вgH= ΔP-сgH+вgH=вgh-сgH+вgH=вgh+(в-с)gH
Итак, выходной сигнал об уровне Hизмер.= (1/вg)*( вgh+(в-с)gH)=h+H*(в-с)/в
Измеренный уровень возрастёт на H*(в-с)/в, где H – высота столба солярки в верхнем отборе,
в – плотность воды, с – плотность солярки.
По условию H=5м, в = 1000 кг/м3 , с=790 кг/м3 ; Hизмер.= h+5*(1000-790)/1000 =
= h + 5 * 210/1000 = h +1,05(м)
Ответ: показания уровнемера возрастут на 1,05 метра от реального уровня воды в аппарате h.
44
Задача №3
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,25 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 50 кг/см2.
Максимальный расход составляет 10 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 5 Тонн/час ?
Решение: Массовый расход Q = d2√2∆P / 4 [кг/с], где
- коэффициент расхода, - коэффициент расширения (для несжимаемой жидкости = 1),
d – [м] диаметр сужающего отверстия,
∆P – [Па] перепад давления,
[кг/м3] – плотность продукта.
На управляющей ЭВМ массовый расход рассматривается при отсутствии коррекции по температуре и рабочему давлению газообразного продукта только как функция перепада давления ∆P: Q
= k * √∆P , где k = d2√2 / 4 - некоторый поправочный коэффициент на основании геометрии диафрагмы и физических свойств продукта.
Отношение максимального к номинальному расходов Q1/Q2 = k * √∆P1 / k * √∆P2 = √∆P1/ ∆P2 ,
где Q1 – максимальный расход, Q2 – номинальный расход, ∆P1 – перепад давления при максимальном расходе, ∆P2 – перепад давления при номинальном расходе.
Следовательно ∆P2 =( (Q2 / Q1) √∆P1 )2 = ((5/10)* √0,25 )2=0,25/√2 = 0,25/1,414 = 0,176 (кг/см2)
Давление после замерного узла при номинальном расходе Pконечное= Pисходное - ∆P2 , где Pисходное –
давление да замерного узла; Pконечное= 50 (кг/см2) –0,176 (кг/см2) = 49,824 (кг/см2)
Ответ: Давление товарного газа после замерного узла Pконечное= 49,824 кг/см2
Задача №4
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива водой на ту же
самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 790 кг/м3. Плотность воды 1’ = 1000 кг/ м3.
Решение: L = Kg R2 h 1 (показания прибора по дизтопливу с плотностью 1),
L’ = Kg R2 h 1’ (показания прибора по воде с плотностью 1’ = 1000 кг/ м3).
L’ / L = K g R2 h 1’ / Kg R2 h 1 = 1’ / 1 (отношение показаний уровня при разных плотностях).
1’ / 1 = 1000 / 790 = 1,265
Ответ: Показания уровня возрастут в 1,265 раза.
Задача №5
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде (плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 763 кг/м3.
Решение: Согласно закона Архимеда на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая
сила, равная весу жидкости в объёме погруженного тела в эту жидкость.
Тело всплывает при превышении выталкивающей или Архимедовой силы над весом тела:
Fарх. > Fтяж., где Fарх.= жVg; ж - плотность жидкости, V – объём погруженной части тела, g – постоянная ускорения свободного падения тел.
Fтяж.- сила тяжести, Fтяж.= тVg, где т - плотность поплавка.
Итак, для всплытия поплавка в воде нам необходимо выполнение условия Fарх. > Fтяж или
вVg > тVg или в>т , т.е. плотность поплавка должна быть меньше плотности воды.
Плотность поплавка должна быть меньше в = 1000 кг/м3.
Тело тонет в жидкости при Fарх. < Fтяж или ж<т , таким образом, чтобы поплавок утонул в бензине, его плотность должна быть больше плотности бензина б<т , плотность поплавка должна
быть больше б = 763 кг/м3 .
Эффект погружения поплавка в бензине и всплытия в воде проявляется более чётко при увеличении разницы Fарх. и Fтяж для обоих интересующих нас случаев.
Этому соответствует среднее значение плотности поплавка между плотностью воды и бензина:
45
т = (в-б)/2 + б = (1000-763)/2 + 763 = 881,5 кг/м3
Ответ: плотность поплавка должна находиться в пределах б = 763 кг/м3 <т<в = 1000 кг/м3,
т = 881,5 кг/м3.
Задача №6
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии парового конденсата CC (вода). Шкала
прибора 0 – 50 Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 5 Тонн/час, при 17 Тонн/час?
Решение: Гальваномагнитный расходомер обладает линейной зависимостью выходного электрического сигнала от уровня расхода.
По условию задачи при нулевом расходе Q0 = 0 Тонн/час ток в линии I0 = 4 Ма, при максимальном расходе Qmax=50 Тонн/час Imax=20 Ма= ΔI + I0 , где ΔI=20-4=16 Ма –диапазон изменения тока
в электрической сигнальной линии от прибора к ЭВМ общезаводской АСУТП.
ΔQ= Qmax- Q0 – диапазон изменения измеряемых расходов.
Таким образом функция величины силы тока на выходе прибора от расхода I = I0 + ΔI (Q/ ΔQ)=
= 4+16*(Q/50) (Ма).
При расходе Q=5Тонн/час I=4+16*(5/50)=4+1,6=5,6 Ма;
при расходе Q=17 Тонн/час I=4+16*(17/50)=4+5,44 =9,44 Ма.
Ответ: при расходе Q=5 Тонн/час сила тока I=5,6 Ма; при Q=17 Тонн/час I=9,44 Ма
1.2.2 Управляющие элементы (КИПиА)
Управляющие элементы (КИПиА):
- Регулирующая задвижка с пневматической мембраной и возвратной пружиной;
- Регулирующая задвижка с двухкамерной пневматической мембраной;
- Позиционер для регулирующей задвижки с пневматической мембраной и возвратной пружиной;
- Позиционер для регулирующей задвижки с двухкамерной пневматической мембраной;
- Преобразователь «ток – давление»;
- Клапан – отсекатель с двухкамерным пневмоцилиндром;
- Пневмореле для клапана – отсекателя с двухкамерным пневмоцилиндром;
- Электроклапан – соленоид.
Вопросы для самопроверки:
1. Можно ли водяным паром в зимнее время эксплуатации пытаться «отогреть» пневматический механизм переставшей работать регулирующей задвижки?
2. Чем отличается позиционер для регулирующей задвижки с пневматической мембраной и
возвратной пружиной , с прямой характеристикой позиционера «ток – степень открытия
задвижки» от позиционера с обратной характеристикой «ток – степень открытия задвижки»?
3. Почему регулирующие задвижки оснащаются позиционерами а не более простыми приборами – преобразователями «ток – давление»?
4. Чем отличается работа клапана – отсекателя от работы регулирующей задвижки, в чём
различие управляющих сигналов, подаваемых с АСУ на эти различные исполнительные
механизмы КИПиА?
5. Зачем иногда применяется электроклапан – соленоид на пневматической линии выхода
пневмосигнала из позиционера в регулирующую мембрану регулирующей задвижки?
1. Регулирующая задвижка с пневматической мембраной и возвратной пружиной.
Регулирующая задвижка предназначена для плавного регулирования расходов технологических
продуктов. Регулирующая задвижка с пневматической мембраной и возвратной пружиной состоит из однокамерного пневмоцилиндра, задвижки, способной плавно регулировать расход тех.
продукта и позиционера. Однокамерный пневмоцилиндр содержит в своей конструкции цилиндр
и поршень, между которыми герметично закреплена резиновая мембрана, применение которой
позволяет обойтись без уплотнительных манжет между поршнем и цилиндром. Поршень передаёт механическое усилие на ось задвижки непосредственно (как изображено на рисунке), либо по-
46
Позиционер
Электрический управляющий сигнал
Питание
(воздух КИП)
Питание
(воздух КИП)
средством механического передаточного устройства. Это связано с характеристиками задвижки и
пневмоцилиндра.
Позиционер
Электрический управляющий сигнал
Позиционер представляет
+
Выходной пневмосигнал
собою линейное электро – пневматико – механическое
устройство, являющееся дифференциальным
усилителем, содержащим прямой токовый вход в
Поршень
диапазоне полезного сигнала от 4 до 20 мА (от 12
Пневмоцилиндр
до 24 вольт постоянного тока с соблюдением
Мембрана
полярности подключения), инверсный
механический вход в диапазоне от полного
Возвратная пружина
закрытия задвижки до полного открытия,
Механический сигнал обратной связи
пневматический выход в диапазоне допустимых для
Ось задвижки
Регулирующая
заслонка
данной модели пневмоцилиндра значений давления воздуха
КИП. Этот усилитель получает питание для своей работы от линии
воздуха КИП обычно через (не показанные на рисунке) воздушный
фильтр и редуктор. Воздушный фильтр защищает детали
Задвижка
позиционера и пневмоцилиндра от засорения пылью и механическими
примесями, которые могут быть доставлены по магистральным линиям
воздуха КИП. Значение давления питающего воздуха обычно ниже стандартного в линии воздуха
КИП технологической установки (6 атмосфер), редуктор обеспечивает понижение и стабилизацию давления магистрального воздуха КИП на требуемом уровне согласно техническим данным
позиционера. При отсутствии избыточного давления в рабочей камере пневмоцилиндра поршень
зажат возвратной пружиной в верхнюю (по рисунку) часть пневмоцилиндра. По мере увеличения
давления поступающего от позиционера воздуха поршень начинает противодействовать пружине, она деформируется, ось перемещается вниз (по рисунку) и плавно открывает задвижку.
Поршень пневмоцилиндра и пружина создают две противодействующие силы, равновесие которых определяет механическое положение поршня и закреплённой к нему оси, степень противодействия технологическому потоку регулирующего органа задвижки задвижки (от полного перекрытия потока до минимально возможного). Таким образом в этой конструкции диапазон рабочего давления воздуха в пневмоцилиндре и момент силы на оси жестко привязаны к параметрам
использованной в конструкции возвратной пружины. При входном электрическом сигнале 4 мА
позиционер выдаёт в камеру давление, равное атмосферному и задвижка закрыта. При подаче тока с большим значением позиционер начинает плавно увеличивать давление воздуха до тех пор,
пока на механический вход не поступит сигнал о смещении оси (повороте задвижки) на требуемую величину, соответствующую значению электрического задания (4 мА – 0% - полное закрытие задвижки; 20 мА – 100% - полное открытие задвижки). В зависимости от особенностей технологического процесса существуют конструкции регулирующей задвижки с закрытым или открытым положением задвижки при отсутствии необходимого рабочего давления магистрального
воздуха КИП. Это связано с минимизацией возможных издержек в тех. процессе от потери
управления такой задвижкой при аварии на линии воздуха КИП.
2. Регулирующая задвижка с двухкамерной пневматической мембраной.
Выходной пневмосигнал
открытия задвижки
Поршень
+
-
Выходной пневмосигнал
закрытия задвижки
Уплотнительная манжета
Пневмоцилиндр
Механический сигнал обратной связи
Регулирующая заслонка
Задвижка
Ось задвижки
47
Регулирующая задвижка с двухкамерной пневматической мембраной отличается от однокамерной регулирующей задвижки наличием двух пневматических камер в пневмоцилиндре: одна
предназначена для перемещения поршня в направлении открывания задвижки, другая камера при
поступлении в неё воздуха перемещает поршень в обратном направлении, что приводит к закрыванию задвижки.
Позиционер для такой регулирующей задвижки отличается от ранее рассмотренного прежде всего наличием двух пневматических выходов. Если опять использовать радиотехнические аналогии, то это уже дифференциальный усилитель с дифференциальным выходом.
При равенстве уровней входных сигналов (имеется ввиду равенство в % от диапазона, так как
прямо механический и электрический сигнал сравнивать нельзя) электрического управляющего и
механического обратной связи позиционер на обоих пневмовыходах устанавливает давление воздуха КИП равное атмосферному.
Если сигнал электрического задания выше сигнала мех. обратной связи (например 100% или
20мА против 50% или наполовину открытой задвижки), то позиционер выдаёт по линии выходного сигнала открытия задвижки воздух КИП с нарастающим давлением до тех пор, пока задвижка не откроется на требуемые 100% и сигнал мех. обратной связи станет равным сигналу
электрического задания; при этом воздух из камеры, предназначенной для закрытия задвижки по
линии выходного пневмосигнала закрытия задвижки поступает обратно в позиционер и далее
стравливается позиционером в атмосферу.
Ещё раз хочу напомнить, что здесь сравниваются не электрические сигналы с пневматическими,
а информация о требуемом задании на открытие задвижки (в %) с информацией о её фактическом
положении (в %); первая информация поступает в позиционер в виде электрического сигнала с
управляющей ЭВМ АСУТП, вторая в виде механического сигнала с поворотной заслонки задвижки.
Если сигнал электрического задания ниже сигнала мех. обратной связи (например 50% или 12мА
против 100% или полностью открытой задвижки), то позиционер выдаёт по линии выходного
сигнала закрытия задвижки воздух КИП с нарастающим давлением до тех пор, пока задвижка не
закроется до требуемых 50% и сигнал мех. обратной связи станет равным сигналу электрического задания; при этом воздух из камеры, предназначенной для открытия задвижки по линии выходного пневмосигнала открытия задвижки поступает обратно в позиционер и далее стравливается в атмосферу позиционером.
Данный вид регулирующей задвижки содержит в два раза большее количество деталей в позиционере и пневмоцилиндре. Однако изготовители идут на такое не зря: в этой конструкции мы избавились от ограничения усилия открывания – закрывания задвижки возможностями реально использованной возвратной пружины (рассмотренной в предъидущей конструкции).
Так – же здесь не используется принцип противодействия сил, создаваемых пневмоцилиндром и
возвратной пружиной, если поворотная заслонка задвижки достигла нужного положения, то воздух в обоих пневмокамерах находится под одинаковым давлением.
Следует иметь ввиду, что при аварии на магистральной линии воздуха КИП эта регулирующая
задвижка окажется в том положении, в котором она находилась непосредственно перед падением
давления питающего позиционер воздуха.
3. Позиционер для регулирующей задвижки с пневматической мембраной и возвратной
пружиной (принцип работы).
Позиционер представляет собою линейное электро – пневматико – механическое устройство,
являющееся дифференциальным усилителем, содержащим прямой токовый вход в диапазоне полезного сигнала от 4 до 20 мА (от 12 до 24 вольт постоянного тока с соблюдением полярности
подключения), инверсный механический вход в диапазоне от полного закрытия задвижки до
полного открытия, пневматический выход в диапазоне допустимых для данной модели пневмоцилиндра значений давления воздуха КИП. Этот усилитель получает питание для своей работы
от линии воздуха КИП обычно через (не показанные на рисунке) воздушный фильтр и редуктор.
Воздушный фильтр защищает детали позиционера и пневмоцилиндра от засорения пылью и механическими примесями, которые могут быть доставлены по магистральным линиям воздуха
КИП. Значение давления питающего воздуха обычно ниже стандартного в линии воздуха КИП
технологической установки (6 атмосфер), редуктор обеспечивает понижение и стабилизацию
48
давления магистрального воздуха КИП на требуемом уровне согласно техническим данным позиционера.
На рисунке изображен упрощенно аналоговый позиционер описанного выше типа.
Позиционер состоит из двух частей: преобразователя и пневмоусилителя.
Преобразователь состоит из электромагнитной катушки, подвижного сердечника – заслонки,
сопла, механического входа, механически связанного с заслонкой.
По катушке течёт ток задания, чем он больше, тем сильнее сердечник (являющийся для сопла заслонкой) приближается к катушке, тем меньше зазор между заслонкой и соплом, тем труднее из
сопла выходить воздуху. Механический вход, связанный с заслонкой, принимает от задвижки
механический сигнал о её повороте, этот сигнал наоборот отдаляет заслонку от сопла, облегчая
путь исходящему из сопла воздуху.
Пневмоусилитель содержит вход питания, вход усилителя, к которому подключено сопло, выход
сброса воздуха в атмосферу и выход полезного сигнала – воздух в мембрану.
При отсутствии сопротивления потоку исходящего из сопла воздуха, подключенного ко входу
этого усилителя, на выходе усилителя давление воздуха равно атмосферному. При увеличении
сопротивления исходящему из сопла потоку воздуха пневмоусилитель начинает выпускать в выходную линию воздух питания со всё большим давлением, это приводит к росту давлния воздуха
в пневмоцилиндре регулирующей задвижки. При уменьшении сопротивления исходящему из
сопла в атмосферу потоку воздуха пневмоусилитель понижает давление воздуха в выходной линии и далее в пневмоцилиндре рег. задвижки, сбрасывая воздух из пневмоцилиндра через выходную линию пневмоусилителя на линию сброса воздуха, и далее в атмосферу.
Механический
вход
вход
Воздух питания
Преобразователь
Воздух в мембрашу (выход пневмоусилителя)
Пневмоусилитель
Заслонка
Сопло
Электрический
вход
Воздух в сопло (вход
пневмоусилителя)
Воздух в атмосферу
Преобразователь содержит небольшую электромагнитную катушку, воздействующую сердечником – заслонкой на сопло, изменяя очень малый расход воздуха. Пневмоусилитель реагирует на
изменение давления на своём входе, к которому подключено сопло с очень малым расходом воздуха, запусканием в пневмоцилиндр регулирующей задвижки больших объёмов воздуха питания
и быстрым выпусканием этого объёма воздуха в атмосферу.
49
4. Позиционер для регулирующей задвижки с двухкамерной пневматической мембраной.
Рассмотрим позиционер модели NE700 финской фирмы “Neles Automation”.
давление питания
давление в цилиндре
давление в линии сопла и мембраны
неподвижные части
подвижные части
На рисунке изображены следующие детали позиционера:
1) балочка; 2) поршень мембранного узла; 3) пружина обратной связи; 4) рычаг; 5) кулачок;
6) ось обратной связи; 7) муфта; 8) ось привода; 9) привод; 10) золотник; 11) корпус золотника;
12) регулирование нулевого положения; 13) пружина внутреннего контура обратной связи;
14) переключатель направления действия; 15) катушка; 16) постоянный магнит;
17) реверсивный рычаг катушки; 18) сопло; 19) дроссель; 20) регулировка диапазон.
Катушка (15), установленная в магнитном поле постоянного магнита, образует усилие, пропорциональное управляющему сигналу на рычаге катушки (17). Пружина обратной связи (3) образует обратный момент на рычаге катушки (17) в зависимости от угла поворота оси привода. Движение оси передаётся через муфту (7), ось обратной связи (6), кулачек (5) и рычаг (4) на нижний
конец пружины обратной связи (3). Сопло (18) реагирует на балансовое состояние рычага катушки (17). Кагда входной сигнал возрастает, балочка закрываетт сопло (18), давление в сопле увеличивается и мембранный поршень (2), балочка (1) и золотник (10) движутся вниз.
Золотник (10, 11) направляет поток воздуха на верхнюю часть привода и с его нижней части в
выходное отверстие. Благодаря разнице давлений, сила поршня преодолевает фрикционные и динамические усилия и передвигает поршень привода в положение, соответствующее новому сигналу. Усилия на рычаге катушки (17) сбалансированы. Пружина (13) вызывает отрицательное обратное движение между первой ступенью усиления, состоящей из сопла (18), переднего дросселя
(19) и мембранного поршня (2), и второй, включающей в себя золотник (10, 11) и привод. Изменяя место крепления нижнего конца пружины на рычаге катушки (17), можно настроить динамику позиционера в соответствии с размером привода. Дифференциальные мембраны успешно
компенсируют перепады давления питания. Ноль настраивается при помощи гайки (12), а диапазон – по потенциометру (20).
Neles Automation, 2000.
50
5. Преобразователь «ток – давление».
Преобразователь «ток – давление» является электропневматическим преобразователем стандартного электрического сигнала КИП 24 Вольт 4 – 20 мА в пневматический 0,2 – 1,0 кг/см2 (воздух
КИП).
Воздух питания
Преобразователь
Выход стандартного
пневматического сигнала
Пневмоусилитель
Заслонка
Сопло
Электрический
вход
Воздух в сопло (вход
пневмоусилителя)
Воздух в атмосферу
Преобразователь состоит из электромагнитной катушки с подвижным сердечником, который является заслонкой для исходящего из сопла воздуха.
Сопло подключено к пневмоусилителю, получающему через воздушный фильтр и редуктор ( не
показанные на рисунке) питание воздухом КИП из магистральной линии на технологической
установке. Стандартный электрический сигнал поступает на обмотку катушки.
Катушка создаёт магнитное поле, интенсивность которого зависит от величины силы тока в катушке, т. е. от от величины электросигнала КИП.
Чем сильнее магнитное поле, тем ближе к сердечнику катушки приближается подвижный сердечник, являющийся заслонкой для сопла с исходящим из него воздухом. Тем большее сопротивление создаётся воздушному потоку, что приводит к повышению давления воздуха КИП на входе
пневмоуслилителя, к которому и подключено это сопло.
На основании этого изменения давления воздуха пневмоусилитель формирует стандартный
пневмосигнал.
Областью применения такого преобразователя является стыковка с общезаводской ЭВМ различных пневмомеханических систем, управляемых стандартным пневмосигналом, например поворотных заслонок систем АВО или регулирующих задвижек с пневматическим позиционером.
Такие преобразователи, выпущенные фирмой “Schlumberger”, применяются, в частности, на Астраханском ГПЗ для управления с общезаводской управляющей ЭВМ АСУТП поворотными заслонками систем принудительного воздушного охлаждения технологических потоков (АВО) для
автоматизированного управления интенсивностью воздушного потока через радиаторы этих систем охлаждения.
6. Клапан – отсекатель с двухкамерным пневмоцилиндром.
Клапан – отсекатель является исполнительным механизмом систем противоаварийной защиты
(ПАЗ), которая на управляющей ЭВМ АСУТП обычно реализована в виде логической схемы, обрабатывающей комбинации наступления пороговых значении в измеряемых параметрах тех.
процесса и принимающей логические сигналы от приборов – контакторов КИП.
ПАЗ предпринимает активные действия по изменению течения тех. процесса только в случае его
грубого отклонения от оговоренных в регламенте данной тех. установки списке величин.
Целью работы ПАЗ является вывод установки из опасного предъаварийного состояния.
51
Клапан – отсекатель как исполнительный механизм КИП для схем ПАЗ предназначен для быстрого (в течении 1-2 секунд) перекрытия основных технологических потоков на установке, для
быстрого сброса тех. продуктов в резервные хранилища или на факел. Поэтому задвижка исправного клапана – отсекателя всегда или закрыта или открыта, этот клапан не предназначен для
плавного регулирования расходов тех. продуктов.
Клапан – отсекатель представляет собою устройство, состоящее из задвижки, передаточного механического устройства, пневмоцилиндра, пневмореле, электроклапана, конечных выключателей.
Питание воздухом КИП
Сброс воздуха в атмосферу
Поршень
Управляющий
электросигнал
Пневмореле
Электроклапан
Пневмовыходы
Уплотнительная манжета
Пневмоцилиндр
Межанический сигнал о положении задвижки
Электрические сигналы
о положении задвижки
Ось задвижки
Регулирующая заслонка
Конечные выключатели
Задвижка
В обычном состоянии управляющий электросигнал не поступает на электроклапан, на управляющий вход пневмореле воздух кип через электроклапан с линии питания не подаётся.
Это приводит к постоянному наличию воздуха питания КИП, поступающему по линии питания
через пневмореле, в камере открывания задвижки пневмоцилиндра клапана – отсекателя.
Вторая камера пневмоцилиндра через пневмореле в этом состоянии сообщается с атмосферой.
Задвижка открыта полностью, это положение задвижки подтверждается расположенным на ней
конечным выключателем «открыто», срабатывающем при полном открытии задвижки.
При поступлении управляющего электрического сигнала с ЭВМ электроклапан подаёт воздух
питания КИП на управляющий вход пневмореле. Пневмореле прекращает подачу воздуха КИП в
открывающую камеру пневмоцилиндра, выпускает остатки избыточного давления этого воздуха
в атмосферу, подаёт воздух КИП в камеру закрывания пневмоцилиндра.
Это приводит к перемещению поршня и полному закрыванию задвижки в течении нескольких
секунд. Положение «закрыто» подтверждается срабатывающим при полном закрытии задвижки
конечным выключателем «закрыто».
На рисунке не изображены фильтр и редуктор, очищающие воздух КИП и стабилизирующие его
давление перед его подачей на электроклапан и пневмореле.
С точки зрения АСУТП клапан – отсекатель представляет собой исполнительный механизм КИП
для схем ПАЗ, имеющий один электрический вход управления, на который подаётся логический
потенциальный (удерживающий) переключающий сигнал.
Разумеется, существуют конструкции с двумя электроклапанами, управляемые импульсными
электросигналами по двум управляющим линиям (открытие и закрытие).
Клапан – отсекатель содержит в своей конструкции два контактора КИП – два конечных выключателя, с помощью. которых на управляющую ЭВМ передаётся по двум электрическим линиям
информация о текущем состоянии задвижки в виде потенциальных логических сигналов о
наступлении события «закрыто» и о наступлении события «открыто».
В процессе переключения клапана – отсекателя электрические сигналы, подтверждающие открытие или закрытие задвижки, отсутствуют. Такое состояние является состоянием неопределённости; если оно длится дольше типового значения времени переключения клапана – отсекателя, то
управляющая ЭВМ может его интерпретировать как состояние неисправности оборудования.
52
7. Пневмореле для клапана – отсекателя с двухкамерным пневмоцилиндром.
Управляющий вход
В пневмокамеру
для закрывания
В пневмокамеру
для открывания
В атмосферу
Питание ( воздух КИП)
Блок пневмореле клапана – отсекателя содержит два пневмореле: одно реле управляет подачей и
удалением воздуха в пневмокамеру, избыточное давление воздуха в которой приводит к закрытию клапана – отсекателя (это реле расположено слева на рисунке); другое пневмореле управляет
подачей и удалением воздуха в пневмокамеру, избыточное давление воздуха в которой приводит
к открытию клапана – отсекателя (это реле расположено справа на рисунке). Каждое реле состоит
из небольшого пневмоцилиндра, смонтированных на одной оси поршня и переключающего
пневмоклапана, возвратной пружины. При поступлени в пневмокамеру воздуха питания КИП
происходит перемещение поршня и переключение клапаном пневмолиний. При удалении из
пневмокамеры воздуха в атмосферу поршень возвращается в исходное положение с помощью
возвратной пружины. Клапан переключает пневмолинии в исходное положение. Два пневмореле
с объединенными управляющими входами и с подключенными «крест – накрест» пневмолиниями образуют систему, имеющую один вход управления, вход питания, выход сброса в атмосферу
и два выхода к пневмокамерам «открытия» и «закрытия» клапана отсекателя.
При отсутствии на входе управления избыточного давления блок пневмореле подаёт в пневмокамеру «открытия» клапана – отсекателя воздух питания КИП, а камеру «закрытия» сообщает с атмосферой; это приводит к удержанию клапана – отсекателя в открытом положении.
При подаче на вход управления воздуха питания КИП блок пневмореле сообщает пневмокамеру
«открытия» с атмосферой, подаёт воздух КИП в камеру «закрытия», клапан отсекатель переводится в состояние закрытия и удерживется в нём.
8. Электроклапан – соленоид.
Обмотка катушки
Корпус
устройства
Неподвижный
сердечник катушки
Электромагнитная катушка
с подвижным сердечником
Подвижный
сердечник катушки
Подвижная заслонка
Выход на
пневмореле
В атмосферу
Питание ( воздух КИП)
Переключающий
пневмоклапан
Возвратная пружина
Ось
Кнопка ручного
переключения
Кнопка ручного
переключения
53
Электроклапан – соленоид (далее просто электроклапан) состоит из электромагнитной катушки с
подвижным сердечником, переключающего пневмоклапана, ручной нажимной кнопки и возвратной пружины. Все компоненты электроклапана находятся в герметичном корпусе с клеммной коробкой для подключения электрической катушки.
На подвижной оси смонтированы подвижный сердечник электромагнитной катушки, подвижная
заслонка пневмоклапана, кнопка ручного переключения.
При отсутствии тока в катушке возвратная пружина выдвигает сердечник из катушки, фиксирует
пневмоклапан в одном из положений (сообщающиеся линии «в атмосферу» и «на пневмореле»).
Когда по катушке течёт ток, создаваемое им магнитное поле втягивает подвижный сердечник в
катушку, замыкая магнитную цепь, состоящую из подвижного и неподвижного сердечников.
Подвижный сердечник перемещает ось, а вместе с нею подвижную заслонку пневмоклапана, переводя его в другое положение (сообщающиеся линии «питание воздухом КИП» и «на пневмореле»; кнопка ручного переключения утапливается внутрь корпуса, возвратная пружина сжимается.
Кнопка ручного переключения не обеспечивает фиксации и удержания, в основном она служит
для ручного кратковременного переключения пневмоклапана по месту (для тестов) и для визуального контроля состояния электроклапана: когда кнопка отжата, электроклапан в состоянии
покоя; когда кнопка утоплена, электроклапан произвёл переключение.
1.2.3 Основные аппаратные средства обработки данных АСУ
Основные аппаратные средства обработки данных АСУ:
- Устройство ввода аналоговых сигналов 4-20мА;
- Устройство преобразования температурного сигнала в стандартный аналоговый 4-20мА;
- Устройство вывода аналоговых сигналов 4-20 мА ;
- Устройство ввода – вывода дискретных сигналов;
- Устройство ввода температурных сигналов с термосопротивлений;
- Устройство ввода температурных сигналов с термопар;
- Управляющий процессор;
- Рабочие станции;
- Пример задачи по комплектации техническими средствами АСУТП для технологической
установки на средствах системы “I/A Series” фирмы “Foxboro”.
Вопросы для самопроверки:
1. Что из себя представляет устройство ввода полевых сигналов 4 – 20 мА на системе
АСУТП?
2. Чем отличается устройство ввода в АСУ полевых дискретных сигналов от устройства ввода аналоговых?
3. Зачем нужны в АСУТП управляющие процессоры?
4. В чём различия между управляющим процессором и рабочей станцией?
Рассмотрим распределённую параллельную АСУТП для управления технологическими процессами на технологических установках предприятий ТЭК (управляющую ЭВМ) на основе
аппаратно – программного комплекса “I/A Series” американской фирмы “Foxboro”.
Распределённая АСУТП – система, состоящая из множества однотипных взаимозаменяемых блоков, в которой процессы управления технологическими объектами и (или) сбора информации производятся множеством однотипных блоков. При выходе из строя одного или нескольких таких блоков теряется малая часть информации об управляемом объекте, система спроектирована на уровень аппаратной избыточности 10% по числу входов и выходов, отказ блоков и их
замена проходят без сбоев в управлении объектом.
Параллельная АСУТП – система, в которой каждый сигнал полевого КИП обрабатывается индивидуально, имеет отдельный канал аналого – цифровой обработки. Все входящие сигналы обрабатываются в множестве блоков ввода –вывода, которыми управляет множество контрольных
процессоров.
54
Параллельные системы являются быстродействующими, как правило они распределённые; состоят из нескольких узлов, узлы содержат несколько рабочих станций, несколько конструктивов
с контрольными процессорами и модулями ввода – вывода.
Параллельные системы устойчивы к отказу оборудования в связи с заложенной в них аппаратной
избыточностью. параллельные системы как правило большие и дорогие.
Последовательная АСУТП – недорогая компактная информационная система, ведущая мониторинг медленно меняющейся информации в рамках одной установки или её части.
Например система поочерёдного опроса датчиков вибраций и температуры подшипников насосно – компрессорного оборудования в рамках одного цеха на основе мультиплексора, к которому
подключены линии от датчиков температур и вибраций и одного компьютера с одной платой
АЦП и сигнального процессора (такая система даёт только рекомендации о сроках ремонта оборудования).
Аппаратно – программный комплекс “I/A Series” обладает гибкой масштабируемой архитектурой, содержащей узлы и модули.
Узел – базовый элемент системы управления технологическим процессом.
Узел состоит из набора модулей, конструктивов (промышленных шкафов), в которых эти модули
смонтированы, кабельных трасс электропитания, сигнальных кабельных трасс; одной или нескольких рабочих станций.
Промышленный шкаф «16» герметичный
Промышленный шкаф «16» вентилируемый
Промышленные шкафы (конструктивы), в которых обычно располагается оборудование АСУТП (стойки с модулями ввода – вывода, контрольными процессорами, различными коммуникационными интерфейсами и блоками электропитания) бывают двух видов: герметичные с внутренней принудительной вентиляцией (замкнутый цикл) и негерметичные с вентиляцией посредством забора и прогона через шкаф воздуха из помещения (разомкнутый
цикл).
В сильно запыленных помещениях с примесями хим. веществ в атмосфере необходимо использовать только герметичные промышленные шкафы. Сигнальные кабельные трассы состоят из магистральных кабельных трасс сигналов КИП технологических установок и кабельных трасс сигналов обмена информацией между компонентами внутри узла и межузлового обмена.
Следует отметить трёхуровневую архитектуру распределённой АСУТП “I/A Series” фирмы
Carrierband LAN
“Foxboro”.
Узел
Узел
Pабочая станция
Pабочая станция
Nodebus
Nodebus
Управляющий процессор
Управляющий процессор
Fieldbus
Модули ввода - вывода
Fieldbus
Модули ввода - вывода
Полевой кип
Управляющий процессор
Управляющий процессор
Fieldbus
Модули ввода - вывода
Fieldbus
Модули ввода - вывода
Полевой кип
55
Самый нижний уровень представляют собой подмножества модулей ввода – вывода, к которым
подключен весь полевой КИП.
Эти модули представляют интерфейс преобразования стандартных сигналов КИП в информационные потоки внутреннего представления управляющей ЭВМ.
Обычно несколько модулей, обрабатывающих сигналы КИП одной технологической установки
или её части собраны в один конструктив и подключены скоростной сигнальной линией Fieldbus
(1 Mb/sec) к управляющему процессору.
Управляющий процессор – второй уровень обработки информации, он по скоростной сигнальной
линии управляет работой до 64 модулей ввода – вывода сигналов полевого КИП.
По этой линии в управляющий процессор поступают из модулей ввода – вывода сигналы КИП во
внутреннем информационном представлении (в цифре).
Модули ввода – вывода осуществляют преобразование сигналов КИП подключенных к ним посредством магистральных кабельных трасс приборов КИП технологических установок, выдачу
управляющих сигналов КИП на исполнительные механизмы.
Управляющий процессор принимает данные полевого КИП от модулей ввода – вывода уже во
внутреннем информационном представлении управляющей ЭВМ и ведёт их обработку с выработкой ответных управляющих воздействий на управляемый объект (технологическая установка
или её часть). Эти ответные управляющие воздействия во внутреннем информационном представлении поступают обратно по линии Fieldbus в модули ввода – вывода, и далее в виде сигна
лов КИП на исполнительные механизмы КИП.
56
Третий уровень системы представляют собою рабочие станции, состоящие из системных процессорных блоков и пользовательских интерфейсов
(монитор, клавиатура, мышь, трекбол, сенсорный
экран).
57
Рабочая станция является интерфейсом между человеком (оператором технологического
процесса) и информацией внутреннего представления второго уровня системы.
Также рабочая станция выполняет загрузку
программного обеспечения в модули управляющих процессоров и в модули ввода – вывода, содержит средства мониторинга их технического состояния.
Рабочие
станции подключены к информационным потокам управляющих процессоров по линии связи
Nodebus (отказоустойчивая линия связи с дублированием (две линии связи) со скоростью обмена
10Mb/sec).
Каждый узел содержит функционально законченную распределённую систему управления, содержащую все три представленные выше уровня.
Если система большая, то она содержит несколько узлов, управляющих несколькими установками или группами установок, обычно объединённых по имеющемуся на
данном предприятии делению на производства.
Между узлами информационный обмен во внутреннем представлении
управляющей ЭВМ осуществляется с помощью резервированной сигнальной линии Carrierband LAN (две линии IEE802.4 по 10Mb/sec, метод доступа с маркером).
Максимальное количество узлов на линии Carrierband равно 64, что вполне
достаточно для большинства средних и крупных производств.
Использована информация фирмы Foxboro.
1. Устройство ввода аналоговых сигналов 4-20мА.
Устройство ввода аналоговых сигналов 4-20Ма выполняет функцию многоканального аналого – цифрового преобразования входных сигналов полевого КИП 4 – 20 мА или 0 – 20 мА и передачу их управляющему процессору узла АСУТП в цифровом коде внутреннего представления.
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM01) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены.
Такие модули устанавливаются в «корзину» - конструктив на 8 и более модулей с разъёмами сигнальных цепей и электропитания.
58
Модуль FBM01 рассчитан на подключение 8 приборов КИП с активным выходом (имеющих свой
блок электропитания), либо на подключение 8 приборов КИП с электропитанием от входов этого
модуля.
Использована информация фирмы Foxboro.
2.Устройство преобразования температурного сигнала в стандартный
аналоговый 4-20мА.
Измерительный преобразователь или компактный усилитель – корректор, размещаемый в клеммной коробке термосопротивления или термопары по месту.
Отечественной и зарубежной промышленностью выпускается несколько вариантов таких усилителей – корректоров с фиксированными параметрами преобразования или с перестраиваемыми.
Измерительные преобразователи с перестраиваемыми параметрами преобразования выпускаются
с возможностью программной подстройки и калибровки с помощью подключения компьютера
со специализированной программой или без такой возможности, когда подстройка выполняется с
помощью подстроечных резисторов непосредственно на самом блоке.
2.1 Программируемый двухпроводной измерительный преобразователь фирмы M.K.
JUCHHEIM Gmbh & Co, модель JUMO dTRANS T01.
Программируемый двухпроводный измерительный преобразователь для подключения к термометру сопротивления и термоэлементу для монтажа в присоединительной головке формы В согласно DIN 43 729.
Устройство для преобразования электрических сигналов термосопротивлений или термопар в
стандартный электрический сигнал КИП 4 – 20 мА 24 вольт, программно перестраиваемое.
Ис-
пользована информация фирмы M.K. JUCHHEIM Gmbh & Co.
3. Устройство вывода аналоговых сигналов 4-20 мА.
Устройство вывода аналоговых сигналов 4-20 мА осуществляет цифро- аналоговое преобразование цифровой информации внутреннего представления АСУТП, поступающей из контрольного
процессора и выдачу этой информации на управляющие механизмы КИП в виде электрического
сигнала 4-20 мА или 0 – 20 мА
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM04) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены. Такие модули устанавливаются в «корзину» - конструктив на 8 и более модулей с разъёмами сигнальных цепей и электропитания.
59
Модуль FBM04 содержит 4 выходных канала 0 – 20 мА (к ним можно подключить 4 регулирующие задвижки ), также этот модуль содержит четыре входных канала 0 – 20 мА.
Все каналы электрически изолированы. Внешний вид устройства такой – же как и у модуля
FBM01.
3.1 Интерфейсный модуль вывода аналоговых сигналов с изолированными каналами 0 – 20
мА с возможностью резервирования АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”, модель
FBM237.
Интерфейсный модуль
вывода с изолированными каналами 0 – 20
мА и возможностью резервирования (FBM237)
имеет восемь выходных
аналоговых каналов 0 –
20 мА или 4 – 20 мА постоянного тока. Модули
можно использовать по
одному или в резервированных парах.
Нагрузка на выходе –
максимум 750 Ом.
Задержка обработки
входа - максимум 30
мсек.
Разрешение 13 разрядов.
Использована информация
фирмы Foxboro.
4. Устройство ввода – вывода дискретных сигналов.
Устройство преобразования принимаемых по отдельным электрическим линиям логических сигналов в цифровую информацию внутреннего представления АСУТП, устройство вывода внутренней логической информации в виде выходных логических (релейных) сигналов.
Источниками входных сигналов для такого устройства являются контакторы КИП.
Приёмниками релейных выходных сигналов являются логически – управляемые механизмы КИП
(клапаны – отсекатели), электротехническая аппаратура дистанционного запуска и останова
(электродвигатели).
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM26) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены.
Один такой модуль принимает 8 логических сигналов и выдаёт 8 логических сигналов.
Размеры и внешний вид модуля такие – же как и у FBM01 и FBM04.
4.1 Устройство ввода на АСУ дискретных сигналов.
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM24) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены.
Один такой модуль содержит 16 входных каналов для логических (релейных) сигналов.
Такие модули обычно принимают на АСУ сигналы контакторов КИП контура противоаварийной защиты тех. установки и (или) сигналы подтверждения запуска / останова дистанционно управляемых электромеханических систем (вытяжные и приточные вентиляции, насосные агрегаты, компрессора и прочее).
Размеры и внешний вид модуля такие – же как и у FBM01, FBM04, FBM26.
5. Устройство ввода температурных сигналов с термосопротивлений.
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM03) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены.
60
Модуль содержит 8 изолированных каналов измерения сопротивления и преобразования измеренных значений в данные о температуре во внутреннем (цифровом) представлении
АСУТП.
Каждый канал содержит два входа: измерительный и компенсационный, датчик температуры
подключается трехжильным кабелем.
Температурный
t
Общий
Компенсационный
Каждый входной канал измеряет сопротивление терморезистора и кабельной линии в измерительном канале и сопротивление кабельной линии в компенсационном канале.
Затем сопротивление кабельной линии вычитается из полученного в измерительном канале
значения и значение сопротивления терморезистора оцифровывается и переводится в соответствующее температурное значение (для данного типа терморезистора).
Полученные данные о температуре отправляются в управляющий процессор во внутреннем
(цифровом) представлении.
Размеры и внешний вид модуля такие – же как и у FBM01, FBM04, FBM24, FBM26.
6. Устройство ввода температурных сигналов с термопар.
В АСУТП “I/A Series” такое устройство (FBM02) выполнено в виде сменного модуля с возможностью «горячей» замены.
Модуль содержит 8 изолированных каналов измерения термо - ЭДС и преобразования измеренных значений в данные о температуре во внутреннем (цифровом) представлении АСУТП.
Для правильной работы блока требуется подключение датчика температуры на основе термопары
компенсированным кабелем, который исключит возможность образования дополнительных термопар, которые исказят показания.
Размеры и внешний вид модуля такие – же как и у FBM01, FBM03, FBM04, FBM24, FBM26.
Некоторые модули ввода – вывода АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”
Имя
FBM01
FBM02
FBM03
FBM04
Описание
8 изолированных входных аналоговых каналов 0 – 20 мА
8 изолированных входных температурных каналов термо – ЭДС
8 изолированных входных температурных каналов термосопротивления
4 изолированных входных аналоговых каналов 0 – 20 мА и 4 выходных аналоговых
каналов 0 – 20 мА
FBM24 16 входных логических каналов
FBM26 8 входных логических каналов и 8 выходных логических каналов
FBM237 8 выходных аналоговых каналов 0 – 20 мА
7. Управляющий процессор.
Управляющий (контрольный) процессор непосредственно с сигналами полевого КИП не общается. Всю информацию КИП он получает в цифровой форме внутреннего представления от
модулей ввода (рассмотренных ранее).
Управляющий процессор содержит выполняющуюся в реальном масштабе времени программу ведения технологического процесса в виде
отдельных контуров штатного тех. процесса.
Весь техпроцесс разбит на несколько контуров
регулирования.
Каждый контур регулирования содержит достаточное количество входных сигналов КИП (2, 3
позиции и более для их анализа и выработки ответного воздействия), собственно программу –
61
регулятор и выходной регулирующий сигнал. Управляющий процессор по каждому контуру
регулирования вырабатывает выходные сигналы регулирующих воздействий, которые в цифровой форме внутреннего представления поступают в модули вывода, оттуда далее на исполнительные механизмы Кип в виде электрического управляющего сигнала.
Рабочая станция узла АСУТП обращается к находящимся в её ведении управляющим процессорам и получает с них в реальном режиме времени текущую информацию о сигналах полевого КИП и ответных управляющих воздействиях.
Специальное программное обеспечение рабочей станции отображает эту информацию на
мнемосхемах тех. процесса в удобном виде.
Оператор тех. процесса при необходимости вносит в тех. процесс коррективы в виде редактирования отдельных полей мнемосхемы: логические (переключающих) действия запуска или
останова одного агрегата или всей установки; поправка цифровых значений ожидаемых параметров процесса вводом нового числа (например установить уровень в колонне 5 метров
вместо 4).
Рабочая станция отправляет все операторские поправки в соответствующие контура регулирования находящихся в её подчинении контрольных процессоров.
8. Рабочие станции.
Рабочая станция является рабочим местом
старшего оператора тех. процесса, в чьём ведении находится слежение за качеством автоматизированного ведения тех. процесса и внесение при необходимости в него корректирующих воздействий.
Также рабочая станция является рабочим местом системного инженера, ведущего мониторинг узлов, блоков, модулей распределённой
АСУТП, инсталляцию и инициализацию программного обеспечения.
Рабочая станция – место сменного инженера по
АСУ, ведущего отладочные работы совместно с
работниками КИП.
Рабочая станция является верхней ступенью
АСУТП, она выполняет функции отображения
тех. процесса в виде графических интуитивно –
понятных рисунков, называемых мнемосхемами, с выводом на них численных значений существенных параметров техпроцесса.
Рабочая станция передаёт в управляющие процессоры вносимые оператором тех. процесса изменения параметров технологического процесса.
9. Пример задачи по комплектации техническими средствами АСУТП для технологической установки на средствах АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”.
62
Пример: на технологической установке согласно проекта имеется 5 датчиков температуры
(T001…T005), 3 датчика давления (P001…P003), 2 датчика расхода (F001,F002), 1 датчик
уровня (L001), 1 контактор уровня (LSL002), 4 клапана – регулятора (LV001,
PV001,TV001,TV002), 2 клапана – отсекателя (UV001, UV002).
Вам нужно составить проект локальной АСУТП для этой установки на основе системы “I/A
Series” фирмы “Foxboro”: Одна персональная рабочая станция на основе персонального компьютера, один сетевой интерфейс, один контрольный процессор и несколько полевых базовых модулей ввода – вывода (FBM) для подключения приборов КИП.
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для вашего проекта?
У вас в наличии имеется
63
FBM01 - 8 входов 4-20мА;
FBM03 – 8 температурных входов;
FBM04 – 4 входов 4-20мА, 4 выходов 4-20мА;
FBM26 – 8 логических входов, 8 логических выходов.
Примечания:
Датчики КИП со стандартным аналоговым выходом 4 – 20 мА подключаются к входам 4-20мА
комплекса АСУТП (FBM01, FBM04);
датчики температуры на основе терморезистора подключаются к температурным входам
(FBM03);
датчики температуры на основе термосопротивления подключаются к температурным входам
(FBM02);
датчики температуры, оснащенные измерительным преобразователем со стандартным выходным
сигналом 4 – 20 мА подключаются к входам 4 - 20 мА (FBM01, FBM04);
клапаны – регуляторы подключаются к выходам 4-20мА (FBM04);
клапаны – отсекатели подключаются к логическим выходам (FBM26);
конечные выключатели клапанов – осекателей подключаются к логическим входам (FBM24,
FBM26);
контакторы (уровня, давления и проч.) подключаются к логическим входам (FBM24, FBM26).
Клапаны- отсекатели как правило всегда оснащены конечными выключателями, указывающими
состояние клапана – открыт или закрыт, т.е. один клапан – отсекатель требует управления по одному логическому выходу с комплекса АСУТП и выдаёт в комплекс АСУТП два логических сигнала: «клапан открыт», «клапан закрыт» по двум электрическим сигнальным линиям от двух конечных выключателей на два логических входа.
При подсчете количества приборных входов/выходов комплекса АСУТП проектируется комплектация оборудования, поддерживающая на 10% больше входов/выходов от фактически требуемого в связи с возможными отказами некоторых входов/выходов в течении эксплуатации.
Решение: Подсчитаем полное количество входов и выходов в зависимости от количества и типов
применяемых на установке приборов КИП, составим таблицу с сортировкой входов и выходов по
типу.
Приборы КИП и каналы АСУТП.
Позиция:
Кол-во входов
4-20мА
Кол-во выходов 4-20мА
Кол-во температурных входов
Кол-во логических входов
T001
T002
T003
T004
T005
P001
P002
P003
F001
F002
L001
LSL002
LV001
PV001
TV001
TV002
UV001
UV002
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
2
2
Кол-во логических выходов
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
64
Итого:
Итого+10% на
резерв:
6
4
5
5
2
7
5
6
6
3
Как видно по таблице :
7 входов 4-20мА и 5 выходов 4_20мА - два FMB04 (4 вх. 4-20мА, 4вых. 4-20мА);
6 температурных входов – один FBM03 (8 темп. входов);
5 логич. Входов и 3 логич. выхода – один FBM26 (8 логич. входов, 8 логич. вых).
Ответ: FBM04 – 2 шт, FBM03 – 1 шт, FBM26 – 1 шт.
1.2.4 Средства ввода и вывода информации
Средства ввода и вывода информации:
1. Монитор, клавиатура, мышь, шаровой манипулятор, сенсорный экран;
2. Принтер, плоттер (графопостроитель, крупноформатный принтер);
3. Сканер;
4. Терминал.
Вопросы для самопроверки:
2. Какие типы мониторов вам известны?
3. Какие стандарты разъёмов клавиатуры вы знаете?
4. Какие стандарты разъёмов манипулятора «мышь» вам известны?
5. Какие стандартные интерфейсы используются при работе с матричным принтером, почему на АСУ отдаётся предпочтение одному из этих стандартов и какому?
1.1 Средства ввода и вывода информации: монитор.
Устройство немедленного вывода информации пользователю в графическом и текстовом виде. Так, как основную информацию человек получает в виде зрительных образов, то это основной интерфейс (посредник) на пути информации от ПК к пользователю.
Мониторы различаются типоразмером, светотехническими характеристиками, максимально допустимым рабочим разрешением, скоростью смены кадров (частоты строчной и кадровой развертки), соответствием тем или иным стандартам безопасности по уровню вредных излучений.
Мониторы бывают цветными и черно – белыми, на основе электронно – лучевой трубки (CRT)
или жидкокристаллического дисплея (TFT).
В настоящее время исключительно все ПК комплектуются цветными мониторами. В основном
это мониторы на основе элекронно – лучевых трубок. Однако в последние годы всё более чаще
приобретаются мониторы на основе жидкокристаллического дисплея.
Монитор LG 795FT/795FT Plus
Цветной монитор 17" (диагональ видимой части 16")
Антибликовое и антистатическое покрытие W-ARAS
Размер зерна экрана 0.24 мм
Максимальное разрешение 1600х1200 при 75 Гц
Рекомендуемое рабочее разрешение 1024x768 (85-100 Гц)
Plug & Play+ в системе Windows® 95/98
Совместим с PC и Mac®
Соответствует стандартам MPRII, EPA Energy Star и TCO'99
Монитор Sony Multiscan E500
21" Multiscan E500, ориентированный на домашнее и офисное использование, создан на базе
технологии нового поколения FD Trinitron, что позволяет получить изображение оптически абсолютно плоское, без искажений. При этом бликов, столь утомительных для глаз, на экране заметно меньше.
Новая L-SAGIC электронная пушка вместе с линзовыми системами от Sony MALS (MultiAstigmatism Lens System) и EFEAL (Extended Field Elliptical Aperture Lens) формирует световое
65
пятно минимально возможного размера и неизменно круглое по всему экрану. Возможность настройки чистоты цвета в углах экрана гарантирует отличное качество изображения по всему экрану даже при разрешающей способности
1600 x 1200 / 88 Гц. Отличный показатель для шага апертурной решетки 0.24 мм обеспечивает прекрасное, высококонтрастное изображение. Цвета при этом передаются с оптимальной чистотой и точностью благодаря специальному темному покрытию "HiCon™".
Монитор Sony Multiscan G420
19" бизнес-класса монитор Multiscan G420 разработан на базе FD Trinitron, новой, но ставшей уже широко известной, технологии Sony в области производства ЭЛТ.
Оптически плоский экран гарантирует самую точную, без искажений передачу изображения и минимальное отражение. Вместе с линзовыми системами EFEAL (Extended
Field Elliptical Aperture Lens) и MALS (Multi-Astigmatism Lens System) FD Trinitron
обеспечивают очень маленькое и абсолютно круглое световое пятно по всему экрану.
Монитор Sony SDM-M81
Плоский монитор с ЖК дисплеем
Экранное меню управления
Соответствие стандартам TCO'95
Мультимедийные возможности
Тип и размер: TFT LCD, 18.1”
Видимая область: 359 x 287 мм
Размер точки, мм 0,2805 x 0,2805
Освещенность: 200 кд/кв.м.
Коэффициент контрасности: 300 : 1
Воспроизводимые цвета: 16,7 млн.
Цветовая температура
Нормальный режим (3x): 9300 K/6500 K/5000 K;
Максимальное разрешение: 1600 x 1200 /85
Рекомендуемое разрешение 1280 x 1024 /85
Частота горизонтальной развертки :28 - 107 КГц
Частота вертикальной развертки: 48 - 85
1.2 Средства ввода и вывода информации: клавиатура.
Средство ввода алфавитно – символьной, текстовой информации в компьютер.
Клавиатуры по способу подключения к персональному компьютеру бывают стандарта AT и
PS/2. Однако это различие собственно для клавиатуры касается только типа разъёма, которым она подключается к системному блоку персонального компьютера или к специализированной рабочей станции АСУТП. В настоящее время повсеместно используется стандарт PS/2.
На рабочих станциях на основе серверов фирмы Sun Microsystems применяется собственная
фирменная клавиатура, полностью не совместимая с двумя вышеперечисленными типами.
Для домашних мультимедийных компьютеров ряд изготовителей выпускает беспроводные клавиатуры, использующие инфракрасный порт, либо технологии подвижных радиосетей небольшого радиуса действия (Bluetooth, 802.11a, 802.11b).
Клавиатура для персонального компьютера обычно содержит 101 клавишу.
С выходом в свет операционной системы MS.Windows95 эта клавиатура обрела несколько дополнительных кнопок быстрого управления эффективной и очень удачной моделью графического стола этой операционной системы (и всех её последующих клонов): 2 кнопки вызова меню «пуск» и кнопка, имитирующая нажатие «правой» кнопки мыши. По мере продвижения
«мультимедиа» в широкие массы стали выпускаться «мультимедийные клавиатуры» : 101
кнопка + кнопки от «MS.Windows» и ещё несколько кнопок для регулировки уровня громкости
микшера звуковой карты компьютера и т. п. Однако в отличии от добавочных кнопок от
«MS.Windows» мультимедийные кнопки расположены обычно как попало, как того пожелает
тот или иной изготовитель.
Клавиатура BTC 5307
Имеет 12 многофункциональных клавиш: Интернет, Уменьшить громкость, Увеличить громкость, Выключить звук; для CD: Предыдущий трек / перемотка назад, Воспроизведение / пауза, Стоп, Следующий трек / перемотка вперед, Замена диска и две программируемые клавиши
Имеет клавиши контроля энергопотребления: Выключение компьютера,
Гашение (Sleep), Пробуждение (Wake up)
Клавиатура Logitech Deluxe Access (967060)
66
Удобная и совместимая клавиатура обеспечивает вход в Интернет одним нажатием клавиши. Просто
нажмите клавишу для входа в сеть. Так же просто проверить электронную почту, начать поиск и запустить
любимые приложения. Компактный дизайн, привычная и удобная раскладка, позволяющая сразу начинать
печатать. Клавиши стандартного размера обладают исключительной мягкостью при нажатии. Качество гарантировано специалистами по устройствам ввода компании Logitech.
Доступ к Интернету, поиск и работа с электронной почтой одним нажатием
клавиши
Благодаря привычной раскладке можно сразу же начинать печатать
Компактный дизайн и исключительно мягкое нажатие
Клавиатура Samsung SDK-3500 PS/ 2
СовComAT
Ход
УсиСтандарты: FCC, UL, CSA, TUV, CE
местимость Windows 95/98/2000/ME/NT
patible
или PS/2 connector
клавиши: 3.8mm0.5
лие нажатия: 55gram10
Клавиатура Microsoft PS/ 2 Elite
клавиатура имеет 104 клавиши, включая функциональные, а также цифровую часть. Некоторые клавиши
нестандартных размеров, поскольку поверхность неровная. В несколько непривычном месте расположены
индикаторы. Но к этому довольно быстро привыкаешь. Несмотря на то, что форма клавиатуры далека от
стандартной, в принципе все клавиши расположены на тех же местах, что
и в других клавиатурах. Несколько отличается расположение стрелок перемещения курсора (ромбиком, а не перевернутой "T") и клавиши Home,
Delete, Insert и т.д. (в три ряда по две клавиши).
предназначена для Windows'98, мягкая, без клика, 104 клавиши, 3 индикатора, все клавиши белого цвета, латинская раскладка выполнена светлосерым цветом, выдвижные ножки.
Интерфейс: PS/2
Клавиатура Genius Multimedia KB-16 PS/ 2 беспроводная
KB-16M Wireless использует радиочастотные технологии для безукоризненной связи с компьютером и, в отличие от инфракрасных клавиатур, не требует прямой видимости приемника сигнала.
Насладитесь дополнительными возможностями устройства, такими
как: отсутствие провода, затрудняющего перемещения и путающегося
на столе; быстрый доступ к Internet, e-mail и к панели управления
мультимедиа - проигрывателем, удобная площадка для кистей рук; и
низкое энергопотребление.
Клавиатура KB-16M Wireless дает Вам полную свободу в перемещениях и дополнительные инструменты для повышения эффективности
Вашей работы.
Отсутствие провода устраняет путаницу проводов на столе и дает
полную свободу перемещений.
16 дополнительных клавиш для моментального доступа к Internet, email и мультимедиа - функциям.
Удобная площадка для кистей рук и запястий.
Клавиши управления режимами энергосбережения для операционных систем Windows ME/2000/98
Клавиатура Logitech Cordless Desktop Pro (967044)
Изогнутая клавиатура и мышь созданы специально для комфортной работы
Нет постоянно путающихся и мешающих проводов
Цифровая технология радиопередачи для максимальной безопасности и надежности
iTouch? и WebWheel? для доступа к Интернету и управления мультимедиа одним
касанием
67
Беспроводная клавиатура Y-RB7
Беспроводная мышь MouseMan Wheel M-RK53
Интерфейс USB/PS2
1.3 Средства ввода и вывода информации: мышь.
Мышь является средством управления операционной системой с графическим интерфейсом.
Простая мышь содержит 2 или 3 кнопки. Операционная система MS.Windows обычно различает нажатие на левую (основую) кнопку мыши как выделение какого –либо объекта (ярлык файла, папка с файлами например), быстрое двойное нажатие на эту кнопку как команду запуска приложения, связанного с отмеченным мышью значком; правая кнопка вызывает
меню дополнительных функций.
На рабочем столе MS.Windows перемещается графический курсор «стрелочка», перемещением которого управляют два механических датчика, расположенные в мыши, реагирующие
на её механическое перемещение по твёрдой поверхности с помощью частично выпадающего из мыши резинового шара.
На рабочем столе MS.Windows расположены в виде значков файлы программ, текстов, рисунков и проч. При таком перемещении мыши, когда курсор совмещается со значком объекта (например файла), этот объект можно активизировать нажатием левой кнопки мыши.
В этом и состоит принцип управления работой графической ОС с помощью мыши.
В MS.Windows, начиная с версии 95 –го года есть средство настройки длительности двойного щелчка основной (левой) кнопки и переключение мыши для работы с «левшей», тогда
левая кнопка становится правой а правая левой (по исполняемым функциям).
Мыши для персонального компьютера выпускаются 2 и 3 кнопочные простые или с колесом
прокрутки текста(Netscroll). Мыши для персонального компьютера выпускаются с разъёмом для подключения по последовательному порту (шнур 9-ти контактным разъёмом)
или по порту PS/2. Также выпускаются модели для подключения по быстрому последовательному универсальному порту USB. Также выпускается огромное множество различных
беспроводных мышей, использующих инфракрасный порт, радиосигналы.
В настоящее время наиболее распространены мыши, подключаемые по PS/2.
Двухкнопочная оптическая мышь
Оптическая система сканирования поверхности
Высокое разрешение
Две кнопки
Две программируемые боковые кнопки
Удобный симметричный корпус (подходит для левшей)
Тип разъема PS/2
Мышь (4-but, scroll) Dialog WM-305P 700dpi PS/ 2
4 программируемые кнопки
Колесо прокрутки
Подключение через порт PS/2
Поддержка Plug'n'Play
Разрешение 700 dpi
Дискета с драйверами в комплекте
Мышь Genius Wireless , беспроводная, оптическая PS/ 2+USB
Мышь Wireless Optical является беспроводной оптической мышью с пятью кнопками. Она имеет модернизированный высокоточный оптический датчик 2X, разрешение 800 dpi и обеспечивает меньшее потребление энергии по сравнению с предыдущей моделью мыши.
68
Кроме того, технология "RF Digital Radio" предоставляет Вам наибольшую свободу при работе. Нет необходимости в коврике. Wireless Optical имеет 256 ID-кодов для уменьшения потенциальных помех от других устройств.
Технология "RF Digital Radio" без шнура - меньше помех и больше свободы.
Модернизированный высокоточный оптический датчик 2X,
800 dpi – нет накопления пыли.
Потребление энергии меньше, чем у любой предыдущей модели мыши.
Обладатель патента США (№ 5,530,455) функции скроллинга.
Поддержка Windows XP/Me/2000/98/95/NT и MAC.
1.4 Средства ввода и вывода информации: шаровой манипулятор.
Шаровой манипулятор – это мышь «наоборот», это неподвижное устройство с вращающимся шариком. Большой, удобно захватываемый рукой оператора шар, расположенный
сверху и 3 кнопки. Указатель на экране перемещается в зависимости от поворотов шарика,
также как при перемещениях мыши.
С помощью его клавиш пользователь может
делать выбор и производить действия над
объектами.
Шаровой манипулятор в основном позиционируется как промышленное решение
для работы с графическими операционными
системами, в частности, как графический
манипулятор на рабочих станциях АСУТП.
1.5 Средства ввода и вывода информации: сенсорный экран.
Сенсорный экран – это прозрачная пластиковая поверхность с расположенной внутри
неё электроникой, не преломляющей световой поток.
Сенсорный экран обычно устанавливается в специализированные мониторы или компьютерные
моноблоки поверх поверхности экрана, превращая их в планшет: достаточно просто пальцем
прикоснуться к значку нужного вам объекта на мнемосхеме, как этот объект активизируется.
В основном сенсорный экран известен как персональное техническое решение для специализированного оборудования.
2.1 Принтеры.
Принтеры служат для распечатки текстовой и графической информации.
А) Ударные матричные принтеры используют для печати перемещающуюся в горизонтальной плоскости ударную головку, состоящую из 9 или 24 подвижных металлических иголок,
приводимых в движение электромагнитными механизмами (катушка с подвижным сердечником).
Иголки через красящую ленту наносят удар на бумагу, оставляя на ней краску в виде точек.
Достоинством такой конструкции считается простота процесса, долговечность механизма,
большой ресурс красящей ленты, долговечная несмываемая краска.
Однако у матричных принтеров низкое графическое разрешение, не более 240 точек на дюйм.
Печать идёт медленно.
Ударный матричный принтер формата А3 с 9-ти игольчатой печатающей головкой фирмы Epson. Модель LX 1170
69
Возможность вывода до 5 экземпляров документа (1 оригинал + 4 копии)
Скорость печати до 300 символов в секунду
(10 cpi)
Гибкость подачи бумаги (сверху и снизу)
Опциональный держатель рулонной бумаги
8 встроенных шрифтов
Опциональный принт-сервер EpsonNet
10/100 BaseTX External Print Server
для дома, для офиса
Тип принтера: ударный 9-игольчатый принтер
Параметры печати: двунаправленная с логическим поиском
Тип каретки: широкая
Размер буфера (Кб): 8
Скорость печати в режиме draft 10 cpi (зна-
ков в секунду) : 300
Скорость печати в режиме draft 12 cpi (знаков в секунду) : 270
Скорость печати в режиме high speed draft 12 cpi (знаков в секунду) : 337
Ресурс головки (млн. знаков): 400
Ресурс картриджа (млн. знаков): 3
Ударный матричный принтер формата А4 с 24-х игольчатой печатающей головкой фирмы Epson. Модель LQ 300
Метод печати Impact Dot Matrix
Игл в печатающей головке 24
Направление печати Двунаправленная черновая, однонаправленная
для NLQ text, точечных рисунков и цветная печать
Черновая 10cpi 200 знаков в секунду
Черновая 12 cpi 240 знаков в секунду
LQ 10cpi 67 знаков в секунду
LQ 12cpi 80 знаков в секунду
Б) Струйные принтеры. Принцип струйной печати заключается в дозированном распылении
чернил на лист бумаги в виде микрокапель.
Струйный принтер обеспечивает гораздо
более высокое качество печати (от 600
точек на дюйм до 4000), однако отпечатанные таким образом документы обычно
боятся влаги.
Чернила зачастую оказываются очень дорогими (по сравнению с красящей лентой
ударных матричных принтеров).
Струйный принтер фирмы Epson. Модель ST C60.
Простота эксплуатации – идеален для домашнего использования
Максимальная скорость печати: 12 страниц в минуту для черно-белого изображения и 12 страниц в минуту для цветного
текста
70
Максимальное разрешение 2880 точек на дюйм для высококлассной черно-белой и полноцветной печати
4-цветная печать – широко используется во множестве приложений
Новая система контроля состояния картриджа
USB- и параллельный интерфейсы для совместимости с системами Windows и Macintosh
Функция драйвера Photo Еnhance 4 для автоматической оптимизации изображения
для дома, для офиса
Тип принтера: четырехцветный (CMYK)
Технология печати: струйная (пьезоэлектрическая)
Направление печати: двунаправленная печать с логическим поиском, оптимизированная для текста и графики
Конфигурация сопел: 144 сопла (черный цвет), 48 х 3 сопла (цвета: голубой, пурпурный, желтый)
Максимальное разрешение (dpi): 2880 x 720
Максимальный формат печати: А4
Минимальный размер капли (pl): 4
Буфер приема данных (Кб): 32
Скорость печати: A4 текст, ч/б, Economy Mode (стр/мин): 12
Скорость печати: A4 текст, цветной, Economy Mode (стр/мин): 12
Скорость печати: A4 текст и фото, Normal Mode (стр/мин) : 3.6
Т028 Картридж с черными чернилами (T028401): Ресурс - около 600 страниц текста формата A4 3,5% заполнение(ISO/IEC Letter pattern при разрешении 360 dpi); 420 страници при 5% заполнении, по расчетам
T029 Картридж с цветными чернилами (T029401): Ресурс - 300 стр. (текст формата А4, заполнение по
каждому цвету 5%, по расчетам; общее заполнение - 15%)
Струйный принтер фирмы Epson. Модель
ST Photo 895.
Прямая печать с цифровой фотокамеры - без
компьютера
Фоторепродукционное качество 6-цветной печати
Разрешение 2880 dpi
Технология печати каплями переменного размера - VSDT
Печать фотографий без полей - на листовой и
рулонной бумаге для дома, для фото-студии
Тип принтера: шестицветный (CcMmYK)
Технология печати: струйная (пьезоэлектрическая)
Направление печати: двунаправленная печать с
логическим поиском, оптимизированная для текста и графики
Конфигурация сопел: 48 сопел (черный цвет), 48
х 5 сопел (цвета: светло-голубой, голубой, светло-пурпурный, пурпурный, желтый)
Максимальное разрешение (dpi): 2880 x 720
Максимальный формат печати: А4
Минимальный размер капли (pl): 4
Буфер приема данных (Кб): 32
Скорость печати: A4 текст, ч/б, Economy Mode (стр/мин): 7.8
Скорость печати: A4 текст, цветной, Economy Mode (стр/мин): 7.5
Скорость печати: A4 текст и фото, Normal Mode (стр/мин) : 2.1
Скорость печати: 10 x 15 cm фото, Fine Mode (сек/снимок): 50
Скорость печати: A4 фото, Fine Mode (сек/снимок): 111
В) Лазерные принтеры. Изображение печатаемого документа проецируется на барабане (валике) с селеновым покрытием с помощью лазерного луча.
В электрическом поле на неосвещённых участках поверхности барабана оседают частицы копировального порошка, повторяя контуры спроецированного на него изображения, так как
электрическое сопротивление поверхности этого барабана при освещении меняется.
Далее порошок переносится на лист бумаги и фиксируется на нём с помощью нагрева.
71
Лазерный притер фирмы Hewlett – Packard. Модель LJ 1200.
Принтер HP LaserJet 1200 прост и надежен в эксплуатации
Возможность повышения эффективности в ведении личных и профессиональных дел
Простота подготовки качественных документов
Адаптируемый и универсальный персональный принтер HP LaserJet
Скорость печати 14 стр/мин. Размер бумаги А4. Разрешение 1200 х 1200 dpi
Лазерный притер фирмы Hewlett – Packard. Модель LJ 8150N.
скорость 32 стр/мин на А4, 16 стр/мин на A3
стандартно 4 Мб памяти (наращиваемой до 52-х Мб)
высокая допустимая нагрузка: до 150000 страниц в месяц
совместим с PostScript уровня III
Разрешающая способность:
HP Fastres 1200 (с качеством 1200 т/д) при номинальной скорости печати.
600 х 600 т/д с технологией улучшения разрешения (REt).
2.2 Плоттеры (графопостроители).
Графопостроитель предназначен для печати крупноформатных чертежей.
Ранее выпускавшиеся модели содержали перемещаемый в двух осях фломастер (группу
фломастеров) над листом бумаги. В настоящее время такие модели вытесняются высококачественными крупноформатными принтерами, способными
не только рисовать чертежи но и печатать большого размера изображения
фотографического качества.
Крупноформатный принтер фирмы Hewlett – Packard. Модель designjet
5000/5000ps
HP designjet 5000ps:
Полностью оснащенный принтер с RIP-процессором Adobe PostScript 3, предназначенный
для печатных салонов, специалистов оперативной полиграфии и дизайнеров-графиков. RIPпроцессор обрабатывает информацию одновременно с выполнением печати и обеспечивает
высокую производительность, превосходное управление цветом и предсказуемость результатов работы.
HP designjet 5000:
Открытая система, может подключаться к внешним RIP-процессорам: например, таким которые
Вы уже используете вместе с широкоформатными принтерами или цветными лазерными копирами, или может
использоваться вместе со специализированными RIP-процессорами, в частности, в издательском деле — с RIP,
предназначенными для получения пробных отпечатков.
Каждая модель принтера выпускается в двух вариантах, различающихся шириной печатного тракта: 152 см и 107
см.
Скорость печати обоих принтеров — 52,86 кв.м/час**, что в пять раз выше скорости печати принтеров серии HP
DesignJet CP!
Высокая скорость печати обеспечивается благодаря применению технологии JetExpress, разработанной компанией HP, и революционной конструкции печатающих головок шириной 25 мм.
72
Превосходное фотографическое качество печати, характеризующееся непрерывностью тонов, плавностью переходов и широкой цветовой гаммой, достигается благодаря технологии HP с многослойным наложением цвета, использованию чернил шести цветов (CMYKcm) и разрешению 1200 точек на дюйм (т/д)***.
3. Сканер.
Сканер предназначен для передачи в компьютер графических изображений с поверхности
документов.
Сканеры бывают рулонные, планшетные и слайд – сканеры.
Планшетный сканер представляет собою ящик с откидной крышкой. Под крышкой находится сканируемая стеклянная поверхность. Документ (лист бумаги или раскрытую книгу)
кладут изображением на стекло вниз и закрывают сверху крышкой. Затем документ сканируется : его изображение передаётся в компьютер и сохраняется там в виде графического
файла.
Рулонный сканер представляет собою рулонный автоподатчик, который принимает бумажную ленту или лист бумаги, прогоняет её через свою конструкцию в процессе сканирования.
Рулонным сканером отсканировать твердые поверхности (например обложку книги) нельзя.
Слайд – сканер предназначен для перегона в компьютер фотоснимков, сделанных обычным
фотоаппаратом. В этот сканер заряжается фотоплёнка с негативами.
Планшетный сканер фирмы Mustek. Модель Paragon
1200P (1200SP).
Сканирование с 30-битным представлением цвета
Оптическая разрешающая способность - 600х1200
Подключение через параллельный порт (модель 1200P) или через
SCSI адаптер (модель 1200SP)
Интерфейс TWAIN
Тип
Разрешение
Качество цвета
Оттенки серого
Сканирующая область
Гамма коррекция
Контроль контраста / яркости
Интерфейс
Лампа
Планшетный цветной однопроходный
Оптическое: 600х1200 dpi
Программное: 9600х9600 dpi
30-бит/пиксель (внутренний)
10-бит/пиксель (внутренний)
Отражающая: 216х356мм (макс.)
осуществляется TWAIN-драйвером
255 шагов (программно)
ЕРР параллельный порт (модель 1200Р)
25pin и 50pin SCSI Port, 16-bit ISA SCSI Card (модель 1200SP)
Белая флуоресцентная лампа
Планшетный сканер фирмы Hewlett – Packard. Модель ScanJet 7400c/7450c/7490c
ScanJet 7400C - цветной сканер профессиональной серии hp ScanJet 7400с (в комплекте: активный адаптер
для прозрачных пленок hp ScanJet для сканирования 35-мм негативов и слайдов, а также прозрачных носителей размером до 12,7х12,7 см, плакат по настройке, кабель USB, шнур питания, компакт-диски, содержащие: программу сканирования hp precisionscan pro 3.0 с полностью интегрированной функцией оптического распознавания символов (OCR) для компьютеров PC, утилиту копирования hp scanjet copy utility, программу hp share-to-web, а также программу сетевого сканирования hp precisionscan lan; программу Corel Print Office 2000 для редактирования графики и творческой работы над офисными проектами, Adobe Acrobat
Reader 4.0, ScanSoft OmniForm 4.0, программу Boomerang Internet DesignShop Gold 2000 для
создания Web-страниц, WebShop 2000 для создания Web-страниц (только английский интерфейс), OCR-программу I.R.I.S. Cardiris 2.0 для организации визитных карточек
73
ScanJet 7450С - цветной сканер профессиональной серии hp scanjet 7450с (в комплекте: то же, что и у hp
scanjet 7400с, плюс автоматическое устройство подачи документов на 50 листов) для PC, OCR-программа
I.R.i.S. Readiris 6.0
ScanJet 7490С - цветной сканер профессиональной серии hp scanjel 7490с (в комплекте: то же что и у hp
scanjet 7450с, плюс Panorama Maker 2000, CorelDRAW 9.0, комплект интерфейса SCSI с картой, кабелем и
драйверами)
Тип
Разрешение
Качество цвета
Сканирующая область
Интерфейс
Технологии интеллектуального
сканирования HP
Планшетный однопроходный цветной и монохромный
оптическое — 2400 т/д;
аппаратное — 2400 х 2400 т/д;
фактичecки нeoгpаничeннoe улучшeннoe pазpeшeниe (дo
999999 т/д)
48 – битовый цвет
216x356 мм
Два интерфейса: Universal Serial Bus (USB); SCSI
функция "drag and drop", улучшeннoe качecтвo набpocкoв
интeгpиpoваннoe ПO OCR CuneForm oт Cognitive technologiesTM, HP PrecisionScan LAN
"клавишнoe" упpавлeниe, фактичecки нeoгpаничeннoe улучшeннoe pазpeшeниe
двoйнoe cканиpoваниe изoбpажeний HP
автoматичecкий кoмплeкcный анализ и coxpанeниe фopмата
cтpаницы
"пoмoщник" HP Intelligent Assistants для эл. почты и Webстраниц и мнoгoe дpугoe.
до 15 стр/мин. в черно-белом режиме (ADF прилагается к HP
ScanJet 7450c/7490c, опционально для HP ScanJet 7400c)
4. Терминал.
Терминал является комбинацией монитора, клавиатуры и небольшого микрокомпьютера, который способен пересылать в коммуникационную линию набираемые на клавиатуре знаки и
отображать принимаемые из этой линии знаки в виде текста на экране монитора. На другом
конце этой линии находится последовательный порт компьютера или рабочей станции, с которым работает пользователь терминала.
Терминал в основном применяется для процедуры контроля и настройки специализированных
компьютеров, не имеющих штатного монитора и клавиатуры; например для первичной
настройки коммутаторов в локальных вычислительных сетях. Терминал используется для работы с серверами под управлением ОС UNIX, не оснащенных собственной видеокартой.
Если терминал подключен на большом расстоянии, с использованием телефонных линий и модемов, то он является удаленным терминалом.
Использована информация BTC, Dialog, Epson, Foxboro, Genius, Hewlett – Packard, LG, Logitech, Microsoft, Mustek,
Samsung, Sony.
Тема 1.3 Теоретические основы передачи информации, примеры реализации технических
решений
1. Теория информации, понятие о плитке информации;
2. Канал передачи информации, пропускная способность канала;
1. Канал передачи информации между двумя ПК на основе:
Нуль – модемного соединения;
Модемов для выделенной и коммутируемой линии;
Сетевого соединения;
2. Передача информации от прибора – регистратора на технологической установке в общезаводскую АСУТП на основе:
74
Выделенной линии на одну позицию;
Выделенной линии на 5 позиций при использовании интеллектуальных приборов –
регистраторов с “HART” протоколом обмена данными на выделенной линии.
Замечание по теме: «плитка информации».
Речь идёт о канале передачи непрерывной информации с известной полосой пропускания канала, складывающейся из его частотного B и динамического ρ (амплитудного) диапазона.
«Под количеством информации понимают общее число единиц информации, образующих
определённую информацию, или то число единиц информации, которое было послано из источника за определённое время T.
Ёмкость канала (максимальное число единиц информации, которое можно передать по каналу в
единицу времени) С [ЕИ]= B log2 ((P+Q)/Q), где P – средняя мощность сигнала, Q – средняя
мощность помех.
Информация может передаваться без искажений только в том случае, если поток информации,
подаваемый в канал, не превосходит величины С, т.е. не превышает ёмкости канала.
При представлении амплитудного диапазона канала как Us (наибольшее передаваемое по этому
каналу напряжение полезного сигнала) и шумов в канале с максимальным их напряжением как
Ur при Us >> Ur сможем различить m= Us/ Ur безошибочно различимых амплитудных ступеней.
При помощи последовательности, состоящей из n=2BT амплитудных ступеней сигнала можно
образовать M=mn различных информаций.
Поэтому передача определённой информации длительностью T требует log2M=n *
log2m=2BTlog2(Us/Ur) единиц информации.
Таким образом, в единицу времени по каналу можно передать С[ЕИ]=2Blog2(Us/Ur) единиц информации.
Если ввести логарифм отношения сигнала к шуму и обозначить ρ[Дб]=20log(Us/Ur), то ёмкость
канала получает выражение с[ЕИ/сек] = (1/3)*(B[Гц])*(ρ[Дб]).
Вместо ёмкости канала можно использовать произведение B*ρ в Дб*Гц.
Ёмкость телефонного канала с шириной полосы 3 КГц и отношением сигнала к шуму 30 Дб составляет с=30000 ЕИ/сек (единиц информации в секунду).
За время T по каналу может быть передано количество информации, равное сT [ЕИ]
=2BTlog2(Us/Ur). Отсюда вытекает представление о плитке информации.
Количество информации определяется объёмом плитки длиной T, шириной B и высотой ρ.
Передача информации может происходить при любых значениях B,T и ρ, если объём плитки
остаётся постоянным. Понятие ёмкости канала может быть применено для исследования эффективности различных систем модуляции.»
@ H. Meinke, F. W. Gundlach “Радиотехнический справочник”, М. ГЭИ, 1962.
Амплитудный диапазон, частотный диапазон, шкала времени как три пространственно – ассоциированные оси, в которых помещается некая «плитка» с информацией, количество оной будет зависеть только от объёма этой «плитки» а не от размеров какой-либо одной из зрительно –
воображаемых осей; т.е. при увеличении частотного диапазона но при уменьшении амплитудного в канале передачи информации за одно и то же время будет передано одно и то же количество информации.
Вопросы для самопроверки:
1. От чего зависит объём передаваемой информации по каналу передачи информации.
2. Укажите типичную скорость передачи информации в канале передачи информации на
основе модемного соединения по коммутируемой телефонной линии, сетевого соединения.
3. Сколько переменных величин передаётся от неинтеллектуального датчика давления на
токовый вход 4 - 20 Ма системы АСУ?
75
4. Сколько переменных величин можно передать по выделенной линии 4-20 мА, используя
“HART” - протокол от интеллектуального прибора КИПиА на АСУ одновременно в реальном режиме времени?
Тема 1.4 Телемеханика и дистанционное управление процессом
1. Введение в телемеханику;
2. Особенности дистанционного управления технологическими установками на предприятиях ТЭК. Использование дополнительных видов связи между технологическим объектом и рабочим местом автоматизированного управления как средство предотвращения
аварий и инцидентов при выходе из строя АСУТП.
Вопросы для самопроверки:
1. Телемеханика. Изложите основные решаемые задачи.
2. Перечислите технические устройства голосовой связи между рабочим местом оператора
тех. процесса на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ и находящейся в его ведении
технологической установкой.
Тема 1.5 Локальная вычислительная сеть (ЛВС) предприятия
- Технические средства для объединения персональных компьютеров в ЛВС;
- Сеть «Ethernet», сетевые протоколы и их поддержка в операционных системах;
- Персональный компьютер с ОС MS.Windows и ЛВС: удаленный доступ, рабочая группа,
контроллер домена, общие ресурсы, сетевая печать, интернет и электронная почта, сетевое программное обеспечение.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите устройство персонального компьютера, используемое для его подключения в
локальную вычислительную сеть.
2. Перечислите технические устройства для объединения персональных компьютеров в
ЛВС.
3. Укажите программы для работы с электронной почтой и просмотра информационных
страниц в интернете.
1. Технические средства для объединения персональных компьютеров в ЛВС.
Персональный компьютер, который подключается в локальную вычислительную сеть или к
другому персональному компьютеру по сетевому соединению должен иметь специально
предназначенную для этого плату расширения, которая называется сетевой платой или сетевой картой. В принципе все современные компьютеры уже содержат интегрированную в
материнскую плату компьютера сетевую карту, так что для подключения компьютера в
ЛВС приобретать отдельную сетевую плату вам скорее всего не потребуется.
Сетевые платы для персонального компьютера ранее выпускались для шины ISA (установка
в свободный слот ISA на материнской плате 386-го, 486-го и Pentium – компьютера).
Все современные платы для ПК выпускаются для подключения по шине PCI (установка в
свободный слот PCI на материнской плате компьютера от Pentium до Pentium-IV).
Естественно выпускаются сетевые платы для серверных платформ (PCI-64, PCI-100, PCI-X)
и рабочих станций не X-86 архитектуры, например SBUS (scsi bus) фирмы «SUN».
Тема 1.6 Глобальная вычислительная сеть
- Особенности работы в глобальной сети, отличия от ЛВС;
- ЛВС, глобальная сеть и безопасность:
вирусы;
сетевые вирусы;
76
«притворные» программы (backdoor’ы, «троянские кони»);
электронные письма-вирусы;
ошибки в операционных системах, прикладном программном обеспечении и вредоносные программные продукты, эксплуатирующие эти ошибки для незаконных действий (exploit’ы);
«человеческий фактор»
Тема 1.7 Технические и программные средства реализации ЛВС масштаба предприятия
ТЭК, обзор типичных задач и эффективности их решения на различных технических и
программных средствах
- Аппаратура и программное обеспечение ЛВС масштаба предприятия;
- Концепция «клиент – сервер», интранет;
- Электронный документооборот, базы данных, обзор решений по защите информации.
Литература по разделу:
4-(143-152)
5-(149-152)
7-(158-168)
8-(96-102)
9-(189-204)
10-(31-290)
11-(113-179)
17-(23-114, 253-281)
Раздел 2. Автоматизированные рабочие места, их локальные и отраслевые
сети.
Тема 2.1 Рабочее место оператора технологического процесса на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ.
Обзор используемых аппаратно – программных средств на рабочем месте оператора технологического процесса на примере общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ.
Обзор сетевых решений, использованных в общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ.
Требования, предъявляемые к используемым техническим средствам, критерии выбора оборудования при комплектации рабочего места.
Вопросы для самопроверки:
1. Опишите рабочее место оператора технологического процесса на общезаводской АСУ
Астраханского ГПЗ.
2. Является ли сеть передачи данных, используемая в составе АСУТП глобальной сетью?
Тема 2.2 Рабочее место оператора ЛВС
Представление документов в электронном виде позволяет организациям экономить время, требуемое для работы с документами и их рассылкой. Современный электронный документооборот предполагает обязательное наличие локальной вычислительной сети (ЛВС) на предприятии
и рабочих мест на основе персональных компьютеров, подключенных к ЛВС с установленным
на них сетевым программным обеспечением.
Обзор используемых аппаратно – программных средств на рабочем месте оператора ЛВС.
Обзор сетевых решений, используемых для организации электронного документооборота на
предприятиях ТЭК.
Электронный документооборот и безопасность.
Вопросы для самопроверки:
77
1. Опишите рабочее место оператора ЛВС.
2. Укажите эффективные технические средства для организации электронного документооборота на предприятии.
Литература по разделу:
17 – (333-355)
Раздел 3. Прикладное программное обеспечение и информационные ресурсы.
Тема 3.1 Операционные системы для ПК, прикладное ПО
Программное обеспечение:
- классификация программного обеспечения;
- Обслуживающие программы универсальные - операционные системы:
ОС MS. DOS;
UNIX - Linux;
MS. Windows98 (95/Me/2000/XP);
- Системное ПО – языки программирования:
Borland Turbo C;
Microsoft Visual Basic
Borland Delphi;
Microsoft Visual Studio .Net;
- Прикладное ПО:
- программы функциональных задач. (Расчет зарплаты, управление сбытом, бухучет);
- программы общего назначения:
Редакторы текстов (MS. Word);
Электронные таблицы (MS. Excel);
Информационно-поисковые системы и банки данных (FoxPro);
Пакеты специфических функций :
Художественно-графический (PaintBrush, Adobe Illustrator);
Системы автоматизации графических работ (AutoСad);
Пакеты математической обработки (MathCad);
Вопросы для самопроверки:
1. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и ОС MS. Windows (98).
2. По какой причине невозможно использование ОС MS. DOS на АСУ?
3. Опишите основное назначение программы – редактора текстов.
4. Чем отличается программа MS.Excel по её назначению и по типу сохраняемой в файле
информации от программы текстового редактора (WordPad, NotePad, Lexicon)?
5. Чем отличается программа – электронная таблица MS.Excel от программы СУБД FOXPRO?
1. Характеристики операционных систем для персонального компьютера.
А. MS DOS.
Однозадачная, однопользовательская операционная система для персонального компьютера
на базе Х86-го микропроцессора, «дисковая операционная система».
Работа пользователя на персональном компьютере с ОС MS-DOS заключается в вводе в алфавитно – цифровом (без графики) режиме имён исполняемых файлов – программ для их
поочерёдного исполнения, например программа «Лексикон» - работа с документами, программы просмотра графических изображений из файловой оболочки «Norton commander –
78
5», программа работы с файлами базы данных «Foxpro». Каждая программа может выполняться только в единственном экземпляре, одновременно несколько программ исполняться
не могут.
ОС MS – DOS имеет некоторые расширения для работы с модемом, с локальной вычислительной сетью, звуковыми платами, видеокартами, дисководами лазерных дисков в виде
драйверов – программ, загружающихся в оперативную память компьютера в момент его
первоначальной загрузки. Однако это не меняет характера работы пользователя: однопользовательская однозадачная работа с программами с их запуском в алфавитно – текстовом
режиме командной строки.
В настоящее время эта ОС на современных персональных компьютерах не применяется.
Под управлением этой ОС невозможно использовать программы АСУТП ввиду её однозадачности.
Основные модули DOS :
Блок начальной загрузки (БНЗ)
Базовая система ввода-вывода (БСВВ)
Модуль обработки прерываний (МОП)
Командный процессор
Утилиты
БНЗ - небольшая программа, обеспечивающая считывание с диска в оперативную память двух других частей DOS : БСВВ и МОП. Модуль размещается на системном диске всегда на первом секторе нулевой стороны диска и занимает один сектор емкостью 512 байт.
Модуль просматривает каталог системного диска с целью обнаружения двух определенных
частей на первых двух позициях системного диска или выдает сообщение при их отсутствии.
Базовая Система Ввода-Вывода - программа, доступ к которой производится только из
МОП. Она состоит из набора подпрограмм(файлов), обслуживающих ввод и вывод на внешние устройства. БСВВ выполняет помимо этого функции завершения загрузки DOS в оперативную память, после чего передает управление загруженному с диска командному процессору, завершая свою работу.
Модуль Обработки Прерываний образует в отличии от БСВВ верхний уровень
системы и взаимодействует с большинством прикладных программ. Подпрограммы модуля
обеспечивают работу файловой системы, периферийных устройств, обслуживание ситуаций,
связанных с завершением программ, их искусственным прерыванием и обработкой ошибок.
Обращение к МОП осуществляется командами вызова прерываний с номерами 32-39. Прерывание с номером 33 является комплексным, объединяющим множество других функций
или операций DOS по обслуживанию стандартных устройств и файловой системы.
Файл с Командным Процессором может занимать на системном диске любое место и трактуется как обычная программа. При загрузке в ОЗУ командный процессор распадается на две части в зависимости от расположения - на резидентную и нерезидентную, располагаемую в старших адресах ОЗУ.
Резидентная часть содержит подпрограммы стандартной обработки прерываний с
номерами 34-36, а также подпрограммы подзагрузки нерезидентной части и инициализации,
обрабатывающие специальный файл автозапуска.
Нерезидентная часть содержит подпрограмму обработки команд DOS, поступающих с терминала или из командных файлов, загрузчик внешних программ, обеспечивающий чтение очередной программы с диска в ОЗУ, настройку адреса и переход на ее выполнение.
Основные функции командного процессора: прием, анализ и исполнение команд пользователя, обращенных к DOS; обработка командных файлов.
Команды, называемые командами DOS, служат основным средством общения
пользователя с DOS. После выполнения прикладной программы они позволяют вновь обрабатывать команды, поступающие от пользователя или из командного файла.
79
Команды DOS дают возможность готовить диски для работы, копировать файлы,
переименовывать их, удалять из каталогов, сменять текущий каталог и накопитель, изменять
режим работы дисплея, выводить содержимое текстовых файлов на экран дисплея, печать
или в коммуникационный канал, и т.д.
Основные команды MS DOS:
Управление командными файлами
GOTO : Переход на метку в командном файле
IF
: Проверка условия
FOR
: Повторяющееся исполнение со сменными аргументами
СOMMAND: Вызов новой копии командного процессора
Формирование операционной среды
PATH : Задание альтернативных маршрутов для поиска программ
SET
: Задание параметров операционной среды
PROMT
: Задание "приглашения" для ввода команд
CTTY : Установка стандартных устройств ввода и вывода
: Установка логических имен накопителей
ASSIGN
Управление файловой системой
DIR
: Выдача каталога файлов
CHDIR
: Смена текущего каталога
MKDIR
: Создание нового каталога
RMDIR
: Удаление каталога
REN
: Переименование файлов
COPY : Копирование файлов
Конфигурирование
BREAK
: Установка/отключение прерываний по Ctrl+Break
BUFFERS
: Установка числа буферов для обменов с дисками
FILES : Установка числа одновременно открытых файлов
DEVICE
: Подключение к DOS новых драйверов внешних устройств
SHELL
: Задание имени нового командного процессор
Использована информация: Пермский Государственный технический университет, кафедра АСУ 1997.
Б. UNIX - Linux.
Под словом Unix принято понимать несколько различных операционных систем (ОС), работающих на различных платформах; в том числе и на персональном компьютере.
Известны Free BSD Unix, Unix – system 5, Unix – Solaris фирмы Sun, HP – Unix фирмы
Hewlett – Packard, Linux.
ОС Linux появилась в результате занятий финского студента Линукса Торвальдса с операционной системой Minix, разработанной для демонстрации в учебных целях на персональном компьютере поведение UNIX – систем. В то время все имеющиеся версии UNIX – систем были разработаны для дорогих рабочих станций и серверов, но не для дешевого и популярного в студенческой среде IBM AT совместимого компьютера. В эту работу вовлекалось все больше энтузиастов, проект являлся некоммерческим. Благодаря бесплатной публикации исходных кодов в интернете к бесплатному проекту подключились тысячи студентов и инженеров со всего мира, в результате чего была создана мощная операционная система клона UNIX для персонального компьютера.
В настоящее время бесплатно или условно бесплатно распространяются несколько дистрибутивов LINUX, например Caldera Linux, Debian Linux, Red Hat Linux.
80
ОС UNIX свойственна мультиплатформенность, т.е. исходный программный текст (код)
операционной системы может быть откомпилирован и использован на разных платформах
(сервера и рабочие станции разных производителей с различными микропроцессорами).
Например имеется версия ОС LINUX для персонального компьютера (CISC – процессор
х86-й архитектуры) и для рабочей станции Sparc Station фирмы Sun (RISC - процессор Ultra
Sparc).
Операционная система Unix – клона как правило надежная система, компьютер может с ней
работать без сбоев многие месяцы, однако она обязательно требует наличия источника бесперебойного электропитания. Так устроена файловая система этой операционной системы,
что она производит запись файлов на дисковые устройства не тогда, когда это захочет исполняемая программа, а тогда, когда это сочтёт нужным операционная система, оставляя
образ ещё не сохраненного файла в оперативной памяти. Это повышает производительность
компьютерной системы, ведь считать файл из оперативной памяти можно гораздо быстрее,
чем из дискового устройства, однако при несанкционированном пропадании электропитания компьютера открытые файлы оказываются разрушенными.
Операционная система Unix – клона – это многозадачная многопользовательская сетевая
операционная система с мощным интерфейсом работы в командной строке и с мощным
графическим интерфейсом «X – windows».
Иными словами говоря, в этой системе можно решать многие разнообразные задачи как с
командной строки так и в графическом режиме.
Операционная система Unix – клона – это отличное решение для рабочей станции узла
АСУТП.
В. Операционные системы: MS. Windows98 (95/Me/2000/XP).
Операционные системы клона Windows (Windows 1.0 – 1985 год, Windows 3.0, Windows 3.11 for
workgroups, Windows NT 3.51, Windows – 95, Windows NT 4.0 (версии Workstation и Server),
Windows – 98, Windows Me, Windows – 2000 (версии Professional Edition и Server), Windows XP
(версии Professional Edition и Home Edition) фирмы Microsoft - самые распространенные операционные системы на миллионах персональных компьютеров во всём мире.
Каждый новый релиз Windows требует всё больших вычислительных ресурсов от персонального компьютера.
Работа в MS.Windows интуитивно понятна, настройка системы сводится к умелому нажатию
нужных графических кнопок. Однако что со всем этим делает операционная система, одному
Богу известно, так как это коммерческая продукция фирмы Microsoft, исходный текст программы Windows в отличии от Unix – подобных операционных систем является коммерческой тайной.
MS. Windows – графическая многозадачная система, которую в своё время создали для того,
чтобы IBM –AT совместимый персональный компьютер мог составить конкуренцию компьютерам от фирмы “Apple” с графической операционной системой “MAC – OS”.
MS. Windows 3.0 и Windows 3.11 для рабочих групп запускалась как отдельная программа на
персональном компьютере под управлением ОС MS DOS.
Она требовала 2 мегабайта оперативной памяти и около 15 Мб на жестком диске. эту ОС можно
было установить на персональный компьютер от «286» и выше.
MS. Windows NT 3.51 и NT 4.0 могли работать на «486» компьютере.
MS. Windows 95 отличалась новым интуитивно – понятным, более удобным графическим интерфейсом, она требовала от 8 Мб оперативной памяти и около 90 Мб на жестком диске, сносно
работала на компьютере от «386» и выше.
MS. Windows 95 была в двух релизах – с файловой системой старого образца FAT – 16 (file allcation table) и с новым FAT- 32.
MS Windows 98 похожа на 95 –й релиз, однако требует больше оперативной памяти и занимает
больше места на жестком диске, также содержит в своем составе подсистему MS DOS, в которую можно полностью перегрузить компьютер.
81
MS. Windows Me (Millenium) – компромиссный вариант без режима «чистого» MS DOS.
MS. Windows 2000 Professional edition и Windows 2000 Server – две мощные и действительно
надежные операционные сетевые системы (Windows NT5), ориентированные на архитектуру
клиент – сервер. Их отличает серьёзное шифрование данных пользователя на жестком диске,
серьёзная парольная защита, отсутствие режима «чистого MS DOS», мощные инструменты работы в локальной вычислительной сети предприятия.
MS. Windows 2000 Server – операционная система для сетевого сервера,
MS. Windows 2000 Professional Edition - операционная система рабочей станции в локальной
вычислительной сети предприятия.
С MS Windows 2000 Professional Edition более – менее удобно работать при 256 Мб оперативной памяти и процессоре от Pentium-2 400 Мгц, хотя для нормальной работы достаточно 128Мб
оперативной памяти. Windows 2000 умеет работать с двухпроцессорной системой.
На жестком диске эта система занимает около 2 Гб (максимум).
MS.Windows XP Professional Edition и MS.Windows XP Home Editions (2002 год) – дальнейшее
развитие ОС MS.Windows 2000 Professional Editions. Все эти ОС считаются многозадачными,
хотя истинная многозадачность начинается где то с Windows NT.
Итак, современные операционные системы Windows 2000 Sever и Professional Edition, Windows
XP Professional Edition фирмы «Microsoft» - это графические многозадачные сетевые операционные системы для персонального компьютера с х86 – совместимым микропроцессором. Эта
ОС применяется на некоторых рабочих станциях АСУТП.
Тема 3.2 Основные информационные ресурсы «Интернет»
- История создания международной глобальной сети;
- Информационные ресурсы: порталы коммерческих фирм, средства массовой информации в интернете (электронные газеты и журналы), радио и телевизионное вещание в интернете, электронные библиотеки, архивы программного обеспечения, музыкальные архивы, персональные страницы;
- Электронная коммерция: электронные магазины, электронные платежные системы в интернете, поставщики платного контента;
- Информационно – поисковые системы;
- Электронная почта, глобальные пейджерные системы, IP-телефония, видеоконференции
Литература по разделу:
7-(11-24, 39-90, 94-146, 147-158, 169-203)
8-(62-96, 142-152)
12-(15-102)
9-(126-155, 186-188)
16-(27-235, 327-336)
17-(283-303, 323-329)
18-(21-92)
Раздел 4 Интегрированные информационные системы, проблемноориентированные пакеты прикладных программ по отрасли и сфере деятельности.
Тема 4.1 Основные понятия АСУ
Предпосылки создания АСУ. Основные понятия АСУ. Принципы управления. Функции управления. Организация структур управления.
Вопросы для самопроверки:
1. Перечислите основные предпосылки внедрения АСУ на производстве.
2. Чем отличается автоматизированная система от автоматической?
82
3. В чём заключаются свойства единства системы АСУ; в чём заключаются свойства целостности системы АСУ?
4. Чем отличается управление по отклонению от управления по возмущению. Приведите
примеры.
5. Перечислите и изложите смысл следующих функций управления: планирование, учёт,
контроль, анализ, регулирование.
6. Изложите алгоритм функционирования линейной, линейно – штабной, линейно – функциональной, матричной структур управления.
Тема 4.2 Основы современного производства
Типы производств. Календарно – плановые нормативы (серийное производство).
Административная структура производства.
Планирование производства:
- Основные понятия;
- Основные системы планирования;
Переменные системы управления производством.
Вопросы для самопроверки:
1. Перечислите известные вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
2. Что такое оптимальная партия (деталей), норма задела, оборотный задел, цикловой задел ?
3. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
4. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы
(номенклатурные, объёмные)?
5. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования.
6. Перечислите известные вам формы управления интенсивностью работы на операции.
Тема 4.3 Понятие АСУ и их классификация
Определение АСУ. Понятие большой и сложной системы. Классификация АСУ. Принципы построения АСУ.
Вопросы для самопроверки:
1. Дайте определение понятия АСУ.
2. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
4. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
Тема 4.4 Структура АСУ
Общая схема структуры АСУ.
Техническое обеспечение АСУ:
- Общая схема технического обеспечения АСУ;
- Подсистема сбора и регистрации информации:
Состав;
Датчики;
Преобразователи информации;
- Подсистема приёма и передачи информации;
- Подсистема хранения и обработки информации:
83
-
-
Подсистема хранения информации;
Подсистема обработки информации;
Подсистема вывода и отображения информации:
Мониторы;
Принтеры;
Плоттеры (графопостроители);
Подсистема ввода информации:
Мышь;
Шаровой манипулятор;
Сканер.
Вопросы для самопроверки:
1. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ.
2. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Сформулируйте основные
идеи проявляющейся в настоящее время децентрализации расположения технических систем АСУ и их перемещения ближе к управляемым объектам.
3. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления.
Тема 4.5 Программное обеспечение АСУ.
Программное обеспечение АСУ:
- обслуживающие программы проблемно - ориентированные:
обзор программного обеспечение контроллера сбора данных ROC – 312 фирмы “Fisher – Rosemount”;
- Обслуживающие программы универсальные - операционные системы для серверов и
рабочих станций АСУ:
UNIX – VENIX286;
UNIX – Solaris 5.5.1;
MS. Windows NT4;
MS. Windows XP;
- Программы АСУ:
Краткий перечень специализированных программных пакетов АСУТП “I/A Series”
фирмы “Foxboro”;
Программное обеспечение управляющего процессора АСУТП “I/A Series” фирмы
“Foxboro”
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы.
2. Не находите ли вы сходства проблемно – ориентированной обслуживающей программы
с жесткой моделью с программами АСУ (как например настольный калькулятор и программа – калькулятор в ОС MS. Windows)?
3. По какой причине невозможно использование ОС MS. DOS на АСУ?
4. Почему производителями аппаратно – программных комплексов для АСУ отдаётся
предпочтение клонам ОС UNIX ?
1. Обзор программного обеспечение контроллера сбора данных ROC – 312 фирмы “Fisher
– Rosemount”.
Контроллер удаленных операций (Remote Operations Controller) фирмы “Fisher – Rosemount”
84
является специализированным комплексом по сбору данных КИП с небольшой технологической установки (например с замерного узла газо- и нефтепродуктов).
Модель 312 имеет 3 входа 4 – 20 мА, которые поддерживают режим работы в HART – протоколе. Таким образом к этому контроллеру можно подключить 3 традиционных датчика КИП или
15 датчиков КИП, совместимых с HART – протоколом (согласно ограничению в 5 датчиков
КИП на одну линию 4 – 20 мА для этого протокола).
ROC – 312 имеет два выходных логических (релейных) канала.
Контроллер оснащен трёхстрочным жидкокристаллическим дисплеем для отображения показаний датчиков КИП по месту и двумя RS-232 портами для подключения модемов и передачи показаний на удаленную систему АСУТП или в локальную вычислительную сеть предприятия.
Контроллер оснащен микропроцессором фирмы “Motorola” и сравнительно небольшими объёмами оперативной и постоянной памяти. Дисковых устройств контроллер не содержит.
В постоянной памяти содержится фирменное программное обеспечение для обработки и передачи данных. Операционная система, как таковая отсутствует. С помощью подключенного к
одному из портов персонального компьютера с выполняющейся на нём сервисной программой
в среде MS-DOS можно сконфигурировать ROC – 312 на приём и дальнейшую передачу сигналов от датчиков КИП .
2. Характеристики операционных систем для АСУ.
А. Venix 286
Многозадачная, многопользовательская операционная система клона UNIX для персонального
компьютера на базе Х86-го микропроцессора, (IBM AT 286 и более современный вплоть до
Pentium), на основе которой в конце 1980-х – начале 90-х годов были созданы рабочие станции
и серверы распределенной параллельной АСУТП «I/A Series» фирмы «Foxboro», США.
Файловая система ОС Venix 286 позволяет адресовать до 500 Мб дискового пространства, поддерживаются жесткие диски формата IDE.
Периферийные устройства PS/2 (например современная мышь) этой системой не поддерживаются, возможна работа в текстовом режиме (командная строка UNIX) и в графическом.
По современным меркам эта система очень сильно устарела вместе с тем компьютерным железом, для которого она разрабатывалась. Однако следует отметить высокую надежность
рабочих станций и серверов АСУТП «I/A Series» на основе этой ОС.
Б. Solaris 5.5.1
Многозадачная, многопользовательская операционная система клона UNIX для рабочей станции или сервера производства фирмы «SUN» (www.sun.com), США.
Впрочем эта операционная система написана той - же самой фирмой.
Рабочие станции и серверы фирмы SUN построены на основе аппаратных и программных решений фирмы «SUN»: микропроцессор, несовместимый с семейством X-86 (IBM AT), шина
SCSI для жестких дисков и ленточных накопителей, шина SBUS для плат расширения, собственная операционная система.
Продукция фирмы «SUN» отличается от различных IBM AT клонов «отверточной сборки» высокой надежностью, и огромной стоимостью. Поэтому в последнее время фирма переходит от
собственных аппаратных разработок к внедрению более дешевых по стоимости технологий
массового компьютерного рынка: рабочие станции на основе микропроцессора от «SUN» с шиной PCI для плат расширения, шиной IDE для жесткого диска и дисковода компакт – дисков,
применяющихся в стандартных современных недорогих офисных компьютерах.
Серверы и рабочие станции фирмы «SUN» могут работать годами без перезагрузки операционной системы, на корпусе станции кнопка сброса микропроцессора (Reset) отсутствует.
Операционная система Solaris 5.5.1 применяется на рабочих станциях и серверах фирмы «SUN»
в составе АСУТП «I/A Series» фирмы «Foxboro», США.
Эта операционная система позволяет вести работу в однопользовательском или многопользовательском режимах. Отображение информации возможно в текстовом режиме в нескольких
85
оболочках (C – shell, Korn –shell), в многооконном графическом режиме (X Windows). Содержит эффективные решения для работы в ЛВС.
В. MS. Windows NT4
Операционная система фирмы «Microsoft» для использования на персональных компьютерах и
серверах «IBM AT» клона от IBM AT –386 до современных Pentium – IV, подавалась фирмой –
изготовителем как разумное решение промышленных задач на персональном компьютере в
«простой и понятной» системе в отличии от «Юниксов».
Отличается от ОС Windows 95/98 сложностью и ненаглядностью процесса добавления дополнительных плат расширения и периферийных устройств в персональный компьютер. После любого изменения аппаратной, сетевой, программной конфигурации в 99 случаях из ста потребуется перезагрузка компьютера.
В отличии от ОС Windows 95/98 файлы на жестком диске хранятся в формате NTFS.
Данные в формате FAT16/32 на жестком диске этой ОС не поддерживаются.
Так же разочарованы будут любители поиграть на компьютере: игровые программы на компьютере с NT4 работать не будут.
В настоящее время эта ОС устарела, больше не поддерживается изготовителем.
Новые поколения «Windows NT» были избавлены фирмой – изготовителем от многих перечисленных выше недостатков NT4.
Г. MS. Windows 2000
MS. Windows 2000 Professional edition и Windows 2000 Server – две мощные и действительно
надежные операционные системы (Windows NT5), ориентированные на архитектуру клиент –
сервер. Их отличает серьёзное шифрование данных пользователя на жестком диске, реализованное с помощью дисковой файловой системы NTFS, серьёзная парольная защита, отсутствие
режима «чистого MS DOS», мощные инструменты работы в локальной вычислительной сети
предприятия.
MS. Windows 2000 Server – операционная система для сетевого сервера,
MS. Windows 2000 Professional Edition - операционная система рабочей станции в локальной
вычислительной сети предприятия.
В MS Windows 2000 Professional Edition более – менее удобно работать при 256 Мб оперативной памяти и процессоре от Pentium-2 400 Мгц, хотя для нормальной работы достаточно 128Мб
оперативной памяти. Windows 2000 умеет работать с двухпроцессорной системой, аппаратные
требования серверной версии ОС определяются количеством клиентских подключений и характером выполняемых задач.
На жестком диске эта система занимает около 2 Гб (максимум).
Все эти ОС считаются многозадачными, хотя истинная многозадачность начинается где то с
Windows NT.
Итак, операционные системы Windows 2000 Sever и Professional Edition фирмы «Microsoft» - это
графические многозадачные сетевые операционные системы для персонального компьютера с
х86 – совместимым микропроцессором. Эта ОС применяется на некоторых рабочих станциях и
серверах АСУТП (под управлением этой ОС например исполняется прикладное программное
обеспечение Tristation 1131 для конфигурирования и контроля работы интеллектуальных контроллеров Tricon фирмы «Triconex», США, применяемых обычно в схемах АПС и ПАЗ
АСУТП) .
Д. MS. Windows XP
MS.Windows XP Professional Edition и MS.Windows XP Home Editions (2002 год) – дальнейшее
развитие ОС MS.Windows 2000 Professional Editions.
Это многозадачная современная операционная система фирмы «Microsoft» для персонального
компьютера, в которой гарантирована работа самых современных плат расширения и перифе-
86
рии для персонального компьютера, система обладает серьезными возможностями для работы в
локальной вычислительной сети.
Пользователю предложено улучшенное оформление рабочего стола, например прозрачный
шрифт названий файлов; в систему добавлено программное обеспечение по защите компьютера
от сетевых атак при работе в интернете (файрвол). Упрощено администрирование пользователей в версии системы для домашнего компьютера (MS.Windows XP Home Editions).
Фирма «Foxboro» выпускает рабочие станции и серверы АСУТП «I/A Series» на основе персонального компьютера с MS.Windows XP Professional Edition.
3. Краткий перечень специализированных программных пакетов АСУТП “I/A Series”
фирмы “Foxboro”.
АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro” позиционируется на рынке как эффективное решение задачи оперативного контроля и управления технологическим процессом на предприятиях ТЭК.
Масштабируемая параллельная управляющая АСУТП содержит интуитивно – понятное специализированное ПО.
Основной программный продукт от “Foxboro” именуется “Display manager”.
Это некая «платформа» в «платформе».
С помощью этой программы можно запускать другие специализированные программные продукты: “Display Builder”, “Display Configurator”.
“Display Manager” при перезагрузке рабочей станции запускает “Alarm manager” – программу
учёта и индикации отклонений в режиме работы оборудования АСУТП и технологического
процесса.
“Display manager” осуществляет вызов по требованию оператора мнемосхем технологического
процесса, отображает в реальном масштабе времени информацию о параметрах технологического процесса и передаёт из рабочей станции в ведомые ею контрольные процессоры узла
АСУТП операторские поправки тех. процесса.
“Display builder” позволяет нарисовать мнемосхемы тех. процесса с «нуля», или отредактировать уже имеющиеся.
“Display configurator” осуществляет «привязку» мнемосхем к показаниям конкретных приборов
КИП и контуров регулирования контрольных процессоров.
4. Программное обеспечение управляющего процессора АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”.
Управляющий процессор содержит специализированную программу сбора данных и управления тех. процессом, его удержания в рамках требуемых значений параметров.
При автоматизации технологической установки согласно проекта автоматизации специальная
программа – редактор виртуальных блоков создаёт и пересылает в управляющий процессор базу данных в формате «компаунд» / «блок» / «параметр».
В этой базе данных системный инженер объявляет так называемые виртуальные логические
блоки, указывает между ними логические связи. Некоторые конфигурируемые параметры приведены ниже.
Блок входного сигнала 4-20Ма AIN (Analog input):
Имя блока
Тип оборудования FBM01
Привязка к оборудованию: модуль, точка
Режим работы (автоматический и ручной)
Диапазон
Начальное значение
Блок выходного сигнала AOUT (Analog output):
Имя блока
Тип оборудования FBM04
Привязка к оборудованию: модулю, точка
Режим работы (автоматический и ручной)
Привязка к входному сигналу
Диапазон
Начальное значение
87
Блок пропорционально – интегрально –
дифференциального регулирования (ПИД):
Имя блока
Режим работы (автоматический и ручной)
Привязка к входному сигналу
Привязка к входной уставке
Диапазон входного сигнала
Начальное значение входного сигнала
Диапазон уставки
Начальное значение уставки
Коэффициент пропорцианальности
Время интегрирования
Коэффициент дифференциального ускорения
Таким образом создаются программные логические блоки, содержащие перечень входных сигналов с полевого КИП, привязанных к конкретным модулям ввода и номерам входных каналов
(точек); выходные блоки на управляющие механизмы КИП, привязанные к модулям вывода и
номерам выходных каналов этих модулей; блоки удержания и регулирования тех. процесса с
привязкой входов и выходов этих блоков к входам полевого КИП и выходам на исполнительные механизмы.
Входной блок AIN осуществляет привязку входного сигнала КИП (4-20Ма), поступающего на
определённый вход определённого модуля ввода к программному выходу этого блока.
Выходной блок AOUT осуществляет привязку программного входа этого блока к выходному
сигналу КИП (4-20Ма), поступающего с определённого выходного канала определённого модуля вывода на исполнительный механизм КИП.
Блок пропорционально – интегрально – дифференциального (ПИД) регулирования
осуществляет приём сигналов с двух программных входов и выдаёт выходной сигнал на программный выход.
Типичный контур регулирования содержит блок аналогового входа, блок ПИД-регулятора,
блок аналогового выхода.
Out
AOUT
F001
in
PID
F001
Out
Spt
Операторская уставка
Meas
Pnt
Meas
AIN
F001
FV001
FT001
На технологическом трубопроводе установлен расходомер FT001 и регулирующая задвижка
FV001.
Блок ПИД – регулятора стремится приблизить измеренные показания расхода к требуемым.
Требуемое значение расхода вводится на вход «привязка к сигналу уставки» уставки блока регулирования с мнемосхемы тех. процесса на рабочей станции узла АСУТП. Текущее значение
расхода поступает через модуль ввода в программный блок AIN и далее на вход «привязка к
входному сигналу» блока регулирования. Выход сигнала управления с выхода блока регулиро-
88
вания поступает на вход «привязка к входному сигналу» блока AOUT и далее на регулирующую задвижку FV001.
Блок ПИД регулирования реализует следующую функцию:
Out = K1* (Spt – Meas) + K2*∫ (Spt – Meas)∂t + K3*∂ (Spt – Meas) t ,
где K1…K3 – весовые коэффициенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной
функции,
Out – значение на выходе регулятора,
Meas – вход регулятора,
Spt – вход уставки регулятора.
Литература по разделу:
1-(4-54)
2-(38-55, 62-193, 210 - 215)
3-(6-171)
4-(8-15, 39-46, 50-53, 58-143, 152)
5-(8-119, 142-149, 152-166)
6-(6-33, 35-57, 58-59, 84-137)
7-(11-24, 39 -146, 147-158, 169-210)
8-(7-33, 62-96, 142-152)
9-(36-50, 126-155, 186-188, 204-221)
12-(15-102, 178-209)
13-(6-42)
Раздел 5 Экспертные системы и системы поддержки принятия решений.
Тема 5.1 Особенности автоматизированного управления технологическими установками
на предприятиях ТЭК:
1. Повышенные требования к взрывозащите и пожарной безопасности для всех узлов промышленной АСУ на предприятиях ТЭК;
2. Особенности управления крупногабаритными технологическими установками с агрессивными хим. реагентами, высокими рабочими давлениями и температурами с точки
зрения надёжности АСУТП, аппаратно – программное резервирование важнейших
функций управления;
3. Резервирование электропитания общезаводской АСУТП на предприятиях ТЭК.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите маркировку взрывозащищенного оборудования для работы в условиях наличия
легковоспламеняющихся жидкостей и взрывоопасной смеси газов (приборы КИПиА,
управляющие элементы КИПиА).
2. Аппаратное и программное резервирование важнейших узлов АСУ, бесперебойное электропитание общезаводской АСУ, приборов и управляющих элементов КИПиА. Изложите основные применяемые методы резервирования работы АСУ на примере Астраханского ГПЗ.
Тема 5.2 Автоматизированный учёт людских и материальных ресурсов в ремонтном производстве:
1. Общезаводская автоматизированная пропускная система с ведением базы данных рабочего времени на КПП 1,2,5,6,7 Астраханского ГПЗ;
2. Индивидуальные терминалы на рабочих местах – учёт рабочего времени, выработанной
продукции, израсходованных материалов.
Вопросы для самопроверки:
1. Общезаводская автоматизированная пропускная система с ведением базы данных рабочего времени на КПП 1,2,5,6,7 Астраханского ГПЗ как информационно - экономическая АСУ. Объясните принцип работы.
89
2. Индивидуальные терминалы на рабочих местах – учёт рабочего времени, выработанной
продукции, израсходованных материалов как информационно - экономическая АСУ.
Объясните принцип работы.
Тема 5.3 Автоматизированная система обслуживания оборудования по техническому состоянию:
1. Аппаратно – программный комплекс регистрации вибрации оборудования и планирования его ремонта как альтернатива календарной системе обслуживания оборудования на
основе планово – предупредительных ремонтов.
Программное обеспечение фирмы «Вибро – Центр» для замера вибраций оборудования и
планирования даты последующего его ремонта.
614600 Россия г. Пермь ул. Ленина, 66 – 745 тел/факс (3422) 395-621
E-Mail: [email protected]
WWW: http://www.vibrocenter.ru
2. Аппаратно – программный комплекс защиты оборудования на основе вибродиагностики
«3500 Monitoring System» фирмы «Bently Nevada», США
3. Обзор технологического оборудования Астраханского ГПЗ: насосы, компрессора, турбины и средства мониторинга их вибраций для оперативного контроля и планирования
предупредительных ремонтов.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите различия в принципах подхода к решению задачи оценки степени эксплуатационной готовности оборудования и надёжности его эксплуатации при проведении планово – предупредительных ремонтов согласно заранее составленного и согласованного
графика и при выборочных ремонтах отдельных узлов оборудования по требованию
специализированной следящей программы на основе замеров параметров тех. процесса и
критичных параметров функционирования его отдельных узлов (вибрации мех. частей,
температура подшипников и т.п.).
2. Оцените объёмы ремонтно – восстановительных работ в РМЦ предприятия в обоих указанных в вопросе №1 подходах.
Тема 5.4 Автоматизация составления заказных спецификаций:
1. Программное обеспечение для быстрого составления заказных спецификаций.
Программа-конфигуратор компании «Прософт» для автоматизированного составления заказной спецификации на шкафы серии PROLINE, выпускаемые немецкой фирмой Schroff.
Компания «Прософт»,
WWW: http://www.prosoft.ru
Вопросы для самопроверки:
1. Оцените вашу экономию рабочего времени при составлении заказных спецификаций на
требуемое для вашего предприятия оборудование при проведении этой работы с помощью специализированной программы на примере бесплатно распространяемой в Интернете программе – конфигураторе “Proline 1” компании “Прософт”
Литература по разделу:
2-(6-22)
3-(171-194)
9-(50-125, 237-245)
12-(102-178)
Ресурсы Интернета:
http://www.vibrocenter.ru
http://www.prosoft.ru
90
Раздел 6 Моделирование и прогнозирование в профессиональной деятельности.
Тема 6.1 Моделирование систем:
-
основные понятия;
этапы моделирования;
классификация моделей;
основные принципы моделирования;
Вопросы для самопроверки:
1. Что такое модель. Зачем используется моделирование.
2. Перечислите этапы моделирования.
3. Перечислите известные вам типы моделей.
4. Перечислите основные принципы моделирования.
1. Моделирование систем: основные понятия.
Модель - объект-аналог, позволяющий заменить на определенных этапах исследования
объект-прототип в рамках исследуемых характеристик.
Назначение: модели используют там, где затруднителен, невозможен или нерентабелен эксперимент над настоящим объектом.
2. Моделирование систем: этапы моделирования.
1. Составляется описание объекта.
2. Расчленение, вычленение. Выявляются существенные и несущественные черты.
3. Формализация переменных. Что вход, что выход.
4. Формализованное построение модели.
а) Построение модели в неявном виде. Нет прямой зависимости выходных переменных
от входных. Решается только прямая задача.
б) Формирование модели в явном виде т.е. что будет с объектом если на вход по
дать ... ?
5. Параметрическая идентификация, т.е. подбор параметров.
Модель
Объект
У
6. Сопоставление с объектом. Если результаты отрицательны то идет уточнение (весь алгоритм с первого пункта).
3. Моделирование систем: классификация моделей.
Статические модели подчиняются вероятностным законам.
Вероятностные законы - это такие законы, которые на одно входное воздействие могут дать
несколько выходных.
Динамический объект - это такой объект, параметры которого изменяются во времени.
91
К объектам с дискретным пространством состояния относятся объекты, состояния которых
изменяются скачками.
Аналитические - это модели, построенные на основе математических соотношений между
входными и выходными переменными.
Синтаксические модели позволяют моделировать статические объекты. В этом случае каждому состоянию объекта соответствует определенный символ.
Активный эксперимент - это такой эксперимент, при котором воздействия на объект направляются целенаправленно. Примером пассивного эксперимента является наблюдение.
Имитационные - это модели основанные на модульном подходе. Когда каждый объект в системе описывается своей моделью а вся совокупность объектов описывают систему в целом.
Модели
детерминированные
стохастические
динамические
статические
с непрерывным
пространством состояний
транспаранты
муляж
с дискретно-непререрывным
пространством состояний
умозрительные
физические
макеты
с дискретным
пространством состояний
эксперимент
активный
пассивный
символьные
математические
аналитические
Синтаксические
4. Моделирование систем: основные принципы моделирования.
имитационные
А. Принцип t .
92
В соответствии с этим принципом весь интервал
времени моделирования разбивается на одинаковые
участки, равные минимальной величине, за которую
могут произойти существенные изменения. Чем меньше t тем точнее наши вычисления. У нас должна
быть модель объекта явно зависящая от времени.
«-» Точность зависит от величины шага по времени.
Чем меньше шаг тем больше точность но чем меньше
шаг тем больше время расчета.
«-» Во многих случаях ошибка моделирования накапливается (носит интегральный характер).
Когда объект носит дискретный характер то метод становится неудобен. Зачем рассчитывать состояния в то
время когда ничего не происходит.
Б. Принцип особых состояний.
Выделим моменты времени, в которые происходит существенное изменение состояния. Было
обнаружено, что во многих случаях такие состояния заранее известны. Так появился метод особых состояний.
Особым состоянием будем называть одно из состояний, в котором может оказаться
объект. В этом случае наблюдение за объектом происходит не в каждый промежуток времени, а только в моменты смены состояния.
заявки
канал обслуживания
состояния (t)
Алгоритм:
1. Моделируют время прихода заявки.
2. Выбирают заявку с минимальным временем прихода.
3. Определяют наличие свободного канала.
4. Определяют тип заявки с минимальным временем.
5. Определяют процедуру обслуживания в зависимости от типа заявки.
6. Определяют время конца обслуживания заявки.
7. Моделируют время прихода следующей заявки.
8. Все повторяется.
В. Принцип последовательной проводки заявок.
Особенность: данный принцип, как и принцип особых состояний, позволяет перемещаться
только по существенным моментам времени, но в отличии от него отслеживает прохождение
заявки от первой операции обслуживания до последней. Модельное время все время возвращается в момент прихода следующей заявки.
Задача:
На техническое обслуживание поступают с интенсивностью раз в 2-2,5 часа автомобили,
при этом они проходят на 1-ой операции технический осмотр: в среднем в течении 1 часа
93
20 мин., на 2-ой операции - регулировочные работы : в среднем 40 мин. 10 мин., на 3-ей
операции - смазочные работы : 1час 30 мин.
заявки
1 канал
2 канал
3 канал
t(модельное)
Алгоритм:
1. Выбираем время прихода заявки.
2. Определяем свободен 1-ый канал или нет.
3. Если свободен, то модельное время переводим на момент прихода заявки.
4. Вычисляем время окончания обслуживания на 1-ой операции.
5. Модельное время переводим на этот момент.
6. Определяем свободен ли канал обслуживания на 2-ой операции.
7. Ставим заявку на обслуживание на 2-ой операции.
8. Вычисляем время окончания обслуживания на 2-ой операции.
9. Переводим модельное время в момент окончания обслуживания на 2-ой операции.
10.Определяем свободен ли 3-ий канал.
11.Ставим заявку на обслуживание на 3-ей операции.
12.Вычисляем время окончания обслуживания на 3-ей операции.
13.Переводим модельное время на конец обслуживания на 3-ей операции.
14.Выбираем следующую заявку из входного потока.
15.Модельное время возвращаем в момент прихода этой заявки.
Если на каком-либо этапе канал занят, то вычисляется время ожидания, после чего заявка ставится на обслуживание, а модельное время переводится в этот момент.
Данный метод используется :
1. В тех случаях, когда необходимо проследить движение заявки от начала до конца.
2. В тех случаях, когда количество типов заявок небольшое.
3. В тех случаях, когда маршрут обслуживания заявок сложный.
Тема 6.2 методы оптимизации:
-
основные понятия;
методы оптимизации.
Вопросы для самопроверки:
1. Для чего используются методы оптимизации.
2. Какая особенность у метода линейной оптимизации.
Методы оптимизации призваны найти наилучшее (оптимальное) решение в случае известных целей и сформулированных математически и в случае известных ограничений.
94
Математическое описание цели называется целевой функцией. Объект характеризуется
несколькими параметрами. Часть из них являются наблюдаемыми. Часть параметров можно
определить, зная величины наблюдаемых, они называются вычисляемыми.
На основе вычисляемых и наблюдаемых параметров можно сформулировать функцию,
оценивающую степень достижения цели.
Если известна модель объекта (т.е. связь входных и выходных переменных), то можно
спрогнозировать к каким последствиям приведет то или иное управляющее воздействие. А значит можно оценить к каким изменениям целевой функции приводит изменение управляющих
переменных.
Далее остается найти такие значения управляющих переменных, которые доставляют
экстремум целевой функции.
J
X
объект
Y
Y = A(X) ; J = B(Y) ;
J = B(A(X)) -цель
Y
X
Все методы оптимизации делятся в зависимости от вида целевой функции на:
линейные
нелинейные
И в тех и других методах отдельно выделяют целочисленное программирование.
Особенностью линейных методов является то, что у линейной функции экстремум всегда лежит на границе области допустимых значений.
При нелинейном программировании используются другие методы поиска экстремума
(например метод итераций).
Большинство из методов численных оптимизаций находят не абсолютный экстремум, а
первый попавшийся локальный.
Как отдельный класс стоят методы случайного поиска. Большинство из них ориентировано на искусственном сужении области допустимых значений.
Использована информация: Пермский Государственный технический университет, кафедра АСУ 1997.
Литература по разделу:
1-(34-54)
95
Основная литература.
1. Принципы построения ИСАУ – конспект лекций. Пермский Государственный технический
университет, кафедра АСУ. Пермь, 1997.
2. В.В. Радкевич Автоматизированные системы управления газоперерабатывающими заводами.
М. Химия ‘1986.
3. Р.К. Лебедев Автоматическое регулирование в газовой промышленности М. Недра ‘ 1987
4. В.Л. Бройдо, В.С.Крылов Научные основы организации управления и построения АСУ М.
Высшая школа ‘1990
5. О.Ф.Шестихин В.С.Красильников Автоматизированное управление предприятиями нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Л. Химия ‘1986
6. Г.А.Огаджанов А.П.Сухов Автоматизированные системы управления подотраслью. М. Химия
‘1986
7. А.И.Трофимов Автоматика, телемеханика и вычислительная техника в химических производствах. М. Энергоатомиздат ‘ 1985
8. В.В. Бриллиантов Автоматизация производства и контрольно – измерительные приборы. М.
Недра ‘1989
9. В.В. Панарин Л.А.Зайцев Автоматизированные системы управления в трубопроводном транспорте нефти. М. Недра ‘1986
10. А.П.Подкопаев Технологические измерения и контрольно – измерительные приборы. М. Недра
‘ 1986
11. С.Т.Кузьмин В.Н. Липавский и др. Промышленные приборы и средства автоматизации в
нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности. М. Химия ‘1986
12. И.В.Ткаченко Основы автоматизации производства и вычислительная техника. М. Недра ‘1986
13. П.Е.Бочков Л.Б.Белкина и др. Гибкие организационные АСУ М. Химия ‘1989
14. В.Э.Фигурнов. IBM PC для пользователя. М. «Инфра-М» ‘2000
15. Джоан Рэй при участии Вильяма Рэя. Администрирование UNIX. Москва – Санкт-Петербург –
Киев, Издательский Дом «Вильямс» (перевод с англ. издания SAMS Publish.) ‘2000
16. Б. Хеслоп Л. Бадник HTML с самого начала /Перев. с англ. – СПб: Питер, 1997 г.
17. Т. Паркер TCP/IP. Освой самостоятельно – /Перев. с англ. М.: «Издательство БИНОМ», 1997 г.
18. Д. Такет С. Барнет Использование Linux. Специальное издание. : 5-е изд. : Пер. с англ. : Уч. пос.
– М. : Издательский дом «Вильямс», 2000
Дополнительная литература.
1. Ари Каплан, Мортен Ш. Нильсон. Windows 2000 изнутри. М. «ДМК» ‘2000
2. Хийди Стил. Освой самостоятельно Word 2000 за 24 часа. Москва – Санкт-Петербург – Киев
Издательский Дом «Вильямс» (перевод с англ. издания SAMS Publish.) ‘2000
3. А.А. Журин. Word 2000 Краткие инструкции для новичков. М. «Аквариум» ‘2001
4. H. Meinke, F. W. Gundlach “Радиотехнический справочник”, М. ГЭИ, 1962.
Задания на первую контрольную работу
96
(Номер варианта соответствует шифру студента.)
Вариант №1
1. Изложите экономические предпосылки внедрения АСУ на производстве.
2. Перечислите известные вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Можно ли уровнемером на основе датчика давления, подключенного одиночной импульсной линией к технологическому аппарату измерять уровень жидкого продукта в
аппарате, работающем под давлением?
7. Изложите назначение и принцип работы регулирующей задвижки (клапана – регулятора)
на основе шаровой задвижки, однокамерной пневматической мембраны с возвратной
пружиной, аналогового позиционера с механической обратной связью от оси шаровой
задвижки. Нарисуйте функциональную схему устройства.
Задача №1
В резервуаре налито 150 Тонн бензина с плотностью 0,732 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 12 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива водой на ту
же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 830 кг/м3. Плотность воды 1’ = 1000 кг/ м3.
Вариант №2
1. В какой из систем управлений человек является соавтором в выборе управленческого
решения?
2. Перечислите известные вам технологические продукты на Астраханском ГПЗ, которые
являются незавершенным производством (заделом)?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
97
6. Можно ли измерять расход технологического продукта в обоих направлениях потока
расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления?
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
Задача №1
В резервуаре налито 180 Тонн бензина с плотностью 0,770 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 18 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива водой на ту
же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 815 кг/м3. Плотность воды 1’ = 1000 кг/ м3.
Вариант №3
1. В чём заключаются свойства единства системы АСУ ; сформулируйте понятие управления (объектом)?
2. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Как изменятся показания буйкового уровнемера при замене рабочей жидкости в технологическом аппарате на жидкость с большей плотностью?
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
В резервуаре налито 30 Тонн бензина с плотностью 0,730 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 3 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 784 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 732 кг/ м3.
Вариант №4
98
1. Какой принцип управления используется в системах автоматизированного пожаротушения, по отклонению состояния объекта или по возмущению?
2. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы ? На
какую продукцию Астраханского ГПЗ имеется сезонный спрос, который необходимо
учитывать при планировании производства?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Какой поплавок применяется в поплавковом контакторе уровня для регистрации повышения уровня воды в разделе фаз конденсат – вода, легкий или тяжелый ?
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
В резервуаре налито 80 Тонн бензина с плотностью 0,762 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 2 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 798 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 710 кг/ м3.
Вариант №5
1. Перечислите следующие функции управления: планирование, учёт, контроль, анализ,
регулирование. Изложите их смысл.
2. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования. Какую из этих систем планирования вы бы применили на Астраханском
ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Можно ли измерять гальваномагнитным расходомером расход нефтепродуктов?
7. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
В резервуаре налито 75 Тонн бензина с плотностью 0,750 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 3,5 метров.
99
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 860 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 704 кг/ м3.
Вариант №6
1. Какая из структур управления используется на Астраханском ГПЗ (линейная, линейно –
штабная, линейно – функциональная, матричная)?
2. Какие формы управления интенсивностью работы на операции применяются на вашем
рабочем месте, какие из них являются на ваш взгляд приоритетными?
3. Как Вы понимаете что система большая и сложная, перечислите известные Вам свойства
большой и сложной системы.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Расход каких видов жидкостей целесообразно измерять массовым расходомером на основе эффекта силы Кориолиса? Можно ли измерять расход продуктов в обоих направлениях?
7. Изложите назначение и принцип работы регулирующей задвижки (клапана – регулятора)
на основе шаровой задвижки, однокамерной пневматической мембраны с возвратной
пружиной, аналогового позиционера с механической обратной связью от оси шаровой
задвижки. Нарисуйте функциональную схему устройства.
Задача №1
В резервуаре налито 150 Тонн бензина с плотностью 0,732 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 12 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива водой на ту
же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 830 кг/м3. Плотность воды 1’ = 1000 кг/ м3.
Вариант №7
1. Изложите основные предпосылки внедрения АСУ на военные объекты.
2. Перечислите известные Вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
100
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Можно ли использовать ультразвуковой уровнемер, рассчитанный на работу в водной
среде для измерения расстояний в воздушной среде?
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
Задача №1
В резервуаре налито 180 Тонн бензина с плотностью 0,770 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 18 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива водой на ту
же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 815 кг/м3. Плотность воды 1’ = 1000 кг/ м3.
Вариант №8
1. Каковы принципиальные ограничения возможности внедрения автоматической системы
управления по сравнению с автоматизированной системой управления?
2. Что такое оптимальная партия (деталей), норма задела, оборотный задел, цикловой задел ?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Как использовать датчик температуры в качестве контактора уровня горячего вещества?
Приведите примеры использования датчиков температуры на основе термосопротивлений и на основе термопар, в частности на АГПЗ.
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
В резервуаре налито 30 Тонн бензина с плотностью 0,730 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 3 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
101
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 784 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 732 кг/ м3.
Вариант №9
1. В чём заключаются свойства целостности системы АСУ; на основании чего вырабатывается управляющее воздействие на объект?
2. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Подлежит ли ремонту сенсорный элемент датчика газового анализа? Приведите примеры использования приборов газового анализа, в частности на АГПЗ.
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
В резервуаре налито 80 Тонн бензина с плотностью 0,762 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 2 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 798 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 710 кг/ м3.
Вариант №10
1. Какой принцип управления (по отклонению свойств объекта или по возмущению) используется в контуре управления расходом топливного газа по показаниям расходомера
(расходомер, контур регулирования, клапан-регулятор)?
2. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы ? На
какую продукцию Астраханского ГПЗ имеется сезонный спрос, который необходимо
учитывать при планировании производства?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
102
6. Можно ли уровнемером на основе датчика давления, подключенного одиночной импульсной линией к технологическому аппарату измерять уровень жидкого продукта в
аппарате, работающем под давлением?
7. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
В резервуаре налито 75 Тонн бензина с плотностью 0,750 Тонн/м3.
Уровнемер на основе датчика давления показывает 3,5 метров.
Каков диаметр резервуара?
Задача №2
Уровень дизтоплива в резервуаре измеряется буйковым уровнемером.
Как изменятся показания уровнемера при заполнении емкости вместо дизтоплива бензином на
ту же самую высоту? Плотность дизтоплива 1 = 860 кг/м3. Плотность бензина 1’ = 704 кг/ м3.
Вариант №11
1. Перечислите следующие функции управления: планирование, учёт, контроль, анализ,
регулирование. Изложите их смысл.
2. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования. Какую из этих систем планирования вы бы применили на Астраханском
ГПЗ?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Можно ли измерять расход технологического продукта в обоих направлениях потока
расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления?
7. Можно ли водяным паром в зимнее время эксплуатации пытаться «отогреть» пневматический механизм переставшей работать регулирующей задвижки?
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=810 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 3 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 760
кг/м3.
103
Вариант №12
1. Какая из структур управления используется на Астраханском ГПЗ (линейная, линейно –
штабная, линейно – функциональная, матричная)?
2. Какие формы управления интенсивностью работы на операции применяются на вашем
рабочем месте, какие из них являются на ваш взгляд приоритетными?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Как изменятся показания буйкового уровнемера при замене рабочей жидкости в технологическом аппарате на жидкость с меньшей плотностью?
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=730 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 2,5 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 732
кг/м3.
Вариант №13
1. Изложите экономические предпосылки внедрения АСУ на производстве.
2. Перечислите известные вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
104
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Какой поплавок применяется в поплавковом контакторе уровня для регистрации повышения уровня воды или конденсата, легкий или тяжелый?
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=785 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 4 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 716
кг/м3.
Вариант №14
1. В какой из систем управлений человек является соавтором в выборе управленческого
решения?
2. Перечислите известные вам технологические продукты на Астраханском ГПЗ, которые
являются незавершенным производством?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Какой тип расходомера следует применить для измерения расхода взвеси частиц серы в
воде?
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=721 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 1,5 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
105
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – конденсат: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в конденсате с плотностью = к = 832
кг/м3.
Вариант №15
7. В чём заключаются свойства единства системы АСУ ; сформулируйте понятие управления (объектом)?
8. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
9. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
10. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
11. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
12. Расход каких видов жидкостей целесообразно измерять массовым расходомером на основе эффекта силы Кориолиса? Можно ли измерять расход продуктов в обоих направлениях?
13. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=713 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 1 метр.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – конденсат: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в конденсате с плотностью = к = 811
кг/м3.
Вариант №16
1. Какой принцип управления используется в системах автоматизированного пожаротушения, по отклонению состояния объекта или по возмущению?
2. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы ? На
какую продукцию Астраханского ГПЗ имеется сезонный спрос, который необходимо
учитывать при планировании производства?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
106
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Можно ли использовать ультразвуковой уровнемер, рассчитанный на работу в водной
среде для измерения расстояний в воздушной среде?
7. Изложите назначение и принцип работы регулирующей задвижки (клапана – регулятора)
на основе шаровой задвижки, однокамерной пневматической мембраны с возвратной
пружиной, аналогового позиционера с механической обратной связью от оси шаровой
задвижки. Нарисуйте функциональную схему устройства.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=810 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 3 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 760
кг/м3.
Вариант №17
1. Перечислите следующие функции управления: планирование, учёт, контроль, анализ,
регулирование. Изложите их смысл.
2. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования. Какую из этих систем планирования вы бы применили на Астраханском
ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Как использовать датчик температуры в качестве контактора уровня горячего вещества?
Приведите примеры использования датчиков температуры на основе термосопротивлений и на основе термопар, в частности на АГПЗ.
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
107
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=730 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 2,5 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 732
кг/м3.
Вариант №18
1. Какая из структур управления используется на Астраханском ГПЗ (линейная, линейно –
штабная, линейно – функциональная, матричная)?
2. Какие формы управления интенсивностью работы на операции применяются на вашем
рабочем месте, какие из них являются на ваш взгляд приоритетными?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Подлежит ли ремонту сенсорный элемент датчика газового анализа? Приведите примеры использования приборов газового анализа, в частности на АГПЗ.
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=785 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 4 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – бензин: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в бензине с плотностью = б = 716
кг/м3.
108
Вариант №19
1. Изложите основные предпосылки внедрения АСУ на военные объекты.
2. Перечислите известные вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Можно ли уровнемером на основе датчика давления, подключенного одиночной импульсной линией к технологическому аппарату измерять уровень жидкого продукта в
аппарате, работающем под давлением?
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=721 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 1,5 метра.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – конденсат: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в конденсате с плотностью = к = 832
кг/м3.
Вариант №20
1. Каковы принципиальные ограничения возможности внедрения автоматической системы
управления по сравнению с автоматизированной системой управления?
2. Что такое оптимальная партия (деталей), норма задела, оборотный задел, цикловой задел ?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Можно ли измерять расход высокоабразивного с крупными механическими включениями технологического продукта расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления?
109
7. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
Уровень пластовой воды с плотностьюв = 1000 кг/м3 в технологическом аппарате измеряется с
помощью заливного уровнемера на основе датчика дифф. давления. При продувке импульсных
линий верхний отбор вместо воды оказался полностью заполненным конденсатом с плотностью с=713 кг/м3, который находился в виде плёнки на поверхности пластовой воды в аппарате. Верхний отбор врезан выше нижнего в аппарат на 1 метр.
Как изменятся показания уровнемера?
Задача №2
Рассчитайте плотность поплавка, изготовленного из однородного материала, для контактора
повышения уровня воды на разделе фаз вода – конденсат: поплавок должен всплывать в воде
(плотность воды в = 1000 кг/м3 ), не должен всплывать в конденсате с плотностью = к = 811
кг/м3.
Вариант №21
1. В чём заключаются свойства целостности системы АСУ; на основании чего вырабатывается управляющее воздействие на объект?
2. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Как изменятся показания буйкового уровнемера при замене рабочей жидкости в технологическом аппарате на жидкость с большей плотностью?
7. Изложите назначение и принцип работы регулирующей задвижки (клапана – регулятора)
на основе шаровой задвижки, однокамерной пневматической мембраны с возвратной
пружиной, аналогового позиционера с механической обратной связью от оси шаровой
задвижки. Нарисуйте функциональную схему устройства.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,5 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 73 кг/см2.
Максимальный расход составляет 90 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 48 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии оборотной воды. Шкала прибора 0 – 150
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 21 Тонн/час, при 134 Тонн/час?
110
Вариант №22
1. Какой принцип управления (по отклонению свойств объекта или по возмущению) используется в контуре управления расходом топливного газа по показаниям расходомера
(расходомер, контур регулирования, клапан-регулятор)?
2. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы ? На
какую продукцию Астраханского ГПЗ имеется сезонный спрос, который необходимо
учитывать при планировании производства?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Какой поплавок применяется в поплавковом контакторе уровня для регистрации повышения уровня воды в разделе фаз конденсат – вода, легкий или тяжелый ?
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,25 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 62 кг/см2.
Максимальный расход составляет 120 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 72 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии оборотной воды. Шкала прибора 0 – 200
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 8,5 Тонн/час, при 180 Тонн/час?
Вариант №23
1. Перечислите следующие функции управления: планирование, учёт, контроль, анализ,
регулирование. Изложите их смысл.
2. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования. Какую из этих систем планирования вы бы применили на Астраханском
ГПЗ?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
111
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Можно ли измерять гальваномагнитным расходомером расход нефтепродуктов?
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,15 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 48 кг/см2.
Максимальный расход составляет 1 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 0,35 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии пластовой воды. Шкала прибора 0 – 5
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 0,87 Тонн/час, при 4,7 Тонн/час?
Вариант №24
1. Какая из структур управления используется на Астраханском ГПЗ (линейная, линейно –
штабная, линейно – функциональная, матричная)?
2. Какие формы управления интенсивностью работы на операции применяются на вашем
рабочем месте, какие из них являются на ваш взгляд приоритетными?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Расход каких видов жидкостей целесообразно измерять массовым расходомером на основе эффекта силы Кориолиса? Можно ли измерять расход продуктов в обоих направлениях?
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,1 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 55 кг/см2.
Максимальный расход составляет 18 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 3,7 Тонн/час ?
112
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии воды подпитки. Шкала прибора 0 – 75
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 17,63 Тонн/час, при 70,07 Тонн/час?
Вариант №25
1. Изложите экономические предпосылки внедрения АСУ на производстве.
2. Перечислите известные вам типы производств. К какому типу производства вы относите
основное производство на Астраханском ГПЗ, к какому типу производства вы относите
вспомогательное производство в ремонтно – механическом цехе Астраханского ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Можно ли использовать ультразвуковой уровнемер, рассчитанный на работу в водной
среде для измерения расстояний в воздушной среде?
7. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,25 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 68 кг/см2.
Максимальный расход составляет 30 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 7,2 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии воды подпитки. Шкала прибора 0 – 85
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 10,05 Тонн/час, при 79,12 Тонн/час?
Вариант №26
1. В какой из систем управлений человек является соавтором в выборе управленческого
решения?
2. Перечислите известные вам технологические продукты на Астраханском ГПЗ, которые
являются незавершенным производством?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
113
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Как использовать датчик температуры в качестве контактора уровня горячего вещества?
Приведите примеры использования датчиков температуры на основе термосопротивлений и на основе термопар, в частности на АГПЗ.
7. Изложите назначение и принцип работы регулирующей задвижки (клапана – регулятора)
на основе шаровой задвижки, однокамерной пневматической мембраны с возвратной
пружиной, аналогового позиционера с механической обратной связью от оси шаровой
задвижки. Нарисуйте функциональную схему устройства.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,5 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 73 кг/см2.
Максимальный расход составляет 90 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 48 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии оборотной воды. Шкала прибора 0 – 150
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 21 Тонн/час, при 134 Тонн/час?
Вариант №27
1. В чём заключаются свойства единства системы АСУ ; сформулируйте понятие управления (объектом)?
2. Какую специализацию имеет РМЦ Астраханского ГПЗ: предметную или технологическую?
3. Классифицируйте АСУ Астраханского ГПЗ по уровню, по назначению, по типу выдаваемой информации, по типу производства.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows. Какими свойствами
должна обладать используемая в АСУ программа ОС ?
6. Подлежит ли ремонту сенсорный элемент датчика газового анализа? Приведите примеры использования приборов газового анализа, в частности на АГПЗ.
7. Перечислите известные вам типы позиционеров для регулирующих задвижек и кратко
опишите принципы их функционирования (например 1)аналоговый для управления
пневматической мембраной с возвратной пружиной, 2)цифровой с микроконтроллером
для управления пневматической мембраной с возвратной пружиной, 3) аналоговый для
управления двухкамерным пневмоцилиндром, 4) цифровой с микроконтроллером для
управления двухкамерным пневмоцилиндром) в виде небольшого описания и функциональной схемы.
114
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,25 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 62 кг/см2.
Максимальный расход составляет 120 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 72 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии оборотной воды. Шкала прибора 0 – 200
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 8,5 Тонн/час, при 180 Тонн/час?
Вариант №28
1. Какой принцип управления используется в системах автоматизированного пожаротушения, по отклонению состояния объекта или по возмущению?
2. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы ? На
какую продукцию Астраханского ГПЗ имеется сезонный спрос, который необходимо
учитывать при планировании производства?
3. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
4. Перечислите обслуживающие и функциональные подсистемы АСУ. Какая из функциональных подсистем занимает доминирующее положение на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ?
5. Почему ОС MS.DOS не применяется в АСУ?
6. Можно ли уровнемером на основе датчика давления, подключенного одиночной импульсной линией к технологическому аппарату измерять уровень жидкого продукта в
аппарате, работающем под давлением?
7. Чем отличается позиционер от преобразователям «ток – давление»?
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,15 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 48 кг/см2.
Максимальный расход составляет 1 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 0,35 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии пластовой воды. Шкала прибора 0 – 5
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 0,87 Тонн/час, при 4,7 Тонн/час?
115
Вариант №29
1. Перечислите следующие функции управления: планирование, учёт, контроль, анализ,
регулирование. Изложите их смысл.
2. Изложите принципы функционирования систем показного и сутко –комплектного планирования. Какую из этих систем планирования вы бы применили на Астраханском
ГПЗ?
3. Дайте определение АСУ.
4. Перечислите подсистемы технического обеспечения АСУ. Какие элементы из подсистем
тех. обеспечения АСУ обычно размещаются централизованно в технических помещениях центральной операторной предприятия ТЭК, какие элементы из перечисленных выше
подсистем располагаются непосредственно на технологических установках?
5. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают
эти разные программы. К какому виду программ вы относите MS.Windows? К какому
виду программ вы относите MS.Word?
6. Можно ли измерять расход технологического продукта в обоих направлениях потока
расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления?
7. Объясните назначение и принцип работы клапана – отсекателя, состоящего из: шаровой
задвижки, двухкамерного пневмоцилиндра, пневмореле – усилителя, электроклапана –
соленоида.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,1 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 55 кг/см2.
Максимальный расход составляет 18 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 3,7 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии воды подпитки. Шкала прибора 0 – 75
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 17,63 Тонн/час, при 70,07 Тонн/час?
Вариант №30
1. Какая из структур управления используется на Астраханском ГПЗ (линейная, линейно –
штабная, линейно – функциональная, матричная)?
2. Какие формы управления интенсивностью работы на операции применяются на вашем
рабочем месте, какие из них являются на ваш взгляд приоритетными?
3. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
4. Перечислите устройства ввода и вывода информации на рабочем месте автоматизированного управления. Какими из устройств ввода информации, использующимися на рабочем месте АСУ, обычно не комплектуют офисные персональные компьютеры?
5. К какому классу программ вы относите встроенное программное обеспечение настольного калькулятора, игровой приставки («Sega», «Sony PlayStation»), операционную систему персонального компьютера?
6. Как изменятся показания буйкового уровнемера при замене рабочей жидкости в технологическом аппарате на жидкость с меньшей плотностью?
116
7. Опишите различные электрические управляющие сигналы, подаваемые управляющей
ЭВМ АСУ на регулирующую задвижку (клапан – регулятор) и на клапан – отсекатель.
Задача №1
На линии товарного газа установлен замерный узел массового расхода на основе диафрагмы и
датчика дифф. давления с рабочим диапазоном (максимальным измеряемым перепадом давления) 0,25 кг/см2.
Давление газа перед замерным узлом 68 кг/см2.
Максимальный расход составляет 30 Тонн/час.
Какое будет значение давления товарного газа после замерного узла при номинальном расходе
продукта 7,2 Тонн/час ?
Задача №2
Гальваномагнитный расходомер установлен на линии воды подпитки. Шкала прибора 0 – 85
Тонн/час, прибор подключен к управляющей ЭВМ по стандартному токовому каналу 4 – 20 Ма.
Какая величина тока сигнальной линии при потоке воды 10,05 Тонн/час, при 79,12 Тонн/час?
117
Задания на вторую контрольную работу
(Номер варианта соответствует шифру студента.)
Вариант №1
8. Изложите понятие модели, укажите области её применения.
9. Какие операционные системы вы знаете из использующихся на рабочих станциях
АСУТП?
10. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА полевого КИП.
11. Опишите монитор на основе электронно – лучевой трубки и монитор на основе жидкокристаллической матицы. Какому типу монитора вы отдаёте предпочтение в повседневной работе?
12. Перечислите оборудование, используемое в базовой конфигурации персонального компьютера.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 10 датчиков температуры
(T001…T010), 5 датчиков давления (P001…P005), 2 датчика расхода (F001,F002), 2 датчика
уровня (L001, L002), 2 контактора уровня (LSL003, LSH004), 2 клапана – регулятора
(LV001, PV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №2
1. Изложите основные этапы моделирования.
2. Почему операционная система MS.DOS обычно не используется на рабочей станции
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода с АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА на
управляющие механизмы КИП.
4. Укажите известные вам виды клавиатур для персонального компьютера, особенности
работы с ними.
5. Перечислите известные вам периферийные устройства, обычно используемые с персональным компьютером, укажите эти устройства и решаемые ими задачи.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 8 датчиков температуры
(T001…T008), 2 датчика давления (P001, P002), 2 датчика расхода (F001,F002), 2 датчика
уровня (L001, L002), 2 контактора уровня (LSL003, LSH004), 1 клапана – регулятор (LV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №3
1. Произведите классификацию моделей.
118
2. Какие задачи решаются специализированным программным обеспечением управляющего процессора?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ дискретных сигналов (с контакторов
КИП и проч.).
4. Опишите манипулятор «мышь», укажите, какие конструкции вам известны. Какой стандарт подключения «мыши» к персональному компьютеру наиболее широко распространён в настоящее время?
5. Перечислите устройства, находящиеся в системном блоке компьютера. Какие функции
они выполняют?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика температуры (T001,
T002), 2 датчика давления (P001, P002), 1 датчик расхода (F001), 2 датчика уровня (L001,
L002), 1 контактор уровня (LSLL003), 1 клапана – регулятор (PV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №4
1. Основные принципы моделирования, объясните принцип t .
2. В каких версиях операционных систем MS.Windows присутствует режим перезагрузки
компьютера в режим эмуляции операционной системы MS.DOS?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода дискретных сигналов с АСУ (выходные релейные сигналы управления).
4. Опишите известные вам стандарты подключения клавиатур и графических манипуляторов типа «мышь» к персональному компьютеру. Какой стандарт наиболее широко распространен в настоящее время?
5. Какие устройства персонального компьютера получают электропитание от расположенного в системном блоке блока питания?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик температуры (T001) с
двухпроводным измерительным преобразователем на 4 – 20 мА, 2 датчика давления (P001,
P002), 1 датчик расхода (F001), 1 датчик уровня (L001), 1 клапана – регулятор (FV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №5
1. Основные принципы моделирования, опишите принцип особых состояний.
2. Какая версия MS.Windows исполняется как приложение (запускаемая программа) на
компьютере под управлением операционной системы MS. DOS?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение управляющего
процессора на АСУ.
4. Опишите принцип работы шарового манипулятора. Где обычно применяется такое
устройство?
Объясните принцип работы пользователя с компьютером, оснащенным сенсорным экраном.
119
5. Какие дисковые устройства со сменным носителем информации, обычно применяемые в
персональном компьютере вам известны. Укажите такие устройства и объём хранимой на
них информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 3 датчика температуры (T001,
T002, T003) с двухпроводными измерительными преобразователями на 4 – 20 мА, 1 датчик
давления (P001), 4 датчика расхода (F001… F004 ), 1 датчик уровня (L001), 3 клапана – регулятора (FV001, FV002, FV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №6
1. Основные принципы моделирования, изложите принцип последовательной проводки заявок.
2. Какая из известных Вам операционных систем больше всего нуждается в резервированном (бесперебойном) электропитании с точки зрения надёжности хранения данных на
дисковых накопителях?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение рабочей станции на
АСУ.
4. Изложите принцип работы ударного матричного принтера. можно ли на таком принтере
напечатать фотографию?
5. Какие дисковые устройства с несменным носителем информации, обычно применяемые
в персональном компьютере вам известны. Укажите такие устройства и примерный объём хранимой на них информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 3 датчика температуры (T001,
T002, T003),
1 датчик давления (P001), 1 датчик расхода (F001), 1 датчик уровня (L001), 2 контактора
давления (PSL002, PSH003), 3 клапана – регулятора (FV001, FV002, FV003), один клапан –
отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №7
1. Изложите методы оптимизации (основные понятия).
2. Укажите назначение текстового процессора MS. Word, электронной таблицы MS. Excel,
текстовых редакторов Notepad (Блокнот) и WordPad.
3. Промышленный шкаф для оборудования АСУ. Конструктивное исполнение и назначение . Перечислите известные Вам виды оборудования АСУ, которые обычно монтируется в такие шкафы. Какого исполнения промышленный шкаф можно применять для размещения в запыленном, содержащем в атмосфере газовые примеси помещении?
4. Изложите принцип работы струйного принтера. Изложите ваше мнение о скорости печати документов и их качестве по сравнению с печатью на ударном матричном принтере.
5. Перечислите известные Вам платы расширения, используемые совместно с материнской
платой современного персонального компьютера. Укажите исполняемые ими функции.
Задача №1
120
На технологической установке согласно проекта имеются 7 датчиков температуры
(T001…T007),
1 датчик расхода (F001), 3 датчика уровня (L001, L002, L003), 5 контакторов давления
(PSL001, PSLL002, PSH003, PSHH004, PSL005), 1 клапана – регулятор (TV001), 4 клапана –
отсекателя (UV001…UV004).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №8
1. Изложите понятие модели, укажите области её применения.
2. Какие операционные системы вы знаете из использующихся на рабочих станциях
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА полевого КИП.
4. Изложите принцип работы лазерного принтера. Какой вы принтер предпочтете для
быстрой и качественной распечатки документации: лазерный или струйный?
5. Укажите назначение материнской платы персонального компьютера. перечислите находящиеся на ней системные устройства, перечислите типичные разъёмы для подключения
плат расширения, внутренних дисковых устройств, электропитания, внешних периферийных устройств ввода – вывода и отображения информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 6 датчиков температуры
(T001…T006),
2 датчика расхода (F001, F002), 3 датчика уровня (L001, L002, L003), 1 контактор температуры (TSL001), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №9
1. Изложите основные этапы моделирования.
2. Почему операционная система MS.DOS обычно не используется на рабочей станции
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода с АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА на
управляющие механизмы КИП.
4. Какие принтеры обычно применяются для изготовления больших чертежей или рекламных щитов?
5. Укажите назначение микропроцессора в компьютере. Какие современные микропроцессоры для персональных компьютеров вам известны? По каким параметрам определяется
вычислительная мощность микропроцессора?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик расхода (F001), 1 датчик
уровня (L001), 8 контакторов температуры (TSL001… TSL008), 4 клапана – отсекателя
(UV001…UV004).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
121
Вариант №10
1. Произведите классификацию моделей.
2. Какие задачи решаются специализированным программным обеспечением управляющего процессора?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ дискретных сигналов (с контакторов
КИП и проч.).
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется планшетный сканер?
Объясните принцип его работы.
5. Какую задачу в компьютере выполняет оперативная память? Какие модули с микросхемами оперативной памяти применяются в современном персональном компьютере?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 4 контактора давления (PSH001…
PSH004), 2 клапана – отсекателя (UV001, UV002).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №11
1. Основные принципы моделирования, объясните принцип t .
2. В каких версиях операционных систем MS.Windows присутствует режим перезагрузки
компьютера в режим эмуляции операционной системы MS.DOS?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода дискретных сигналов с АСУ (выходные релейные сигналы управления).
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется рулонный сканер?
Объясните принцип его работы.
5. Изложите типичную комплектацию персонального компьютера для решения офисных задач.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 16 датчиков температуры
(T001…T016), 2 датчика давления (P001…002), 8 датчиков расхода (F001… F008), 5 контакторов уровня (LSL001…LSL005), 1 клапан – регулятор (PV001), 3 клапана – отсекателя
(UV001… UV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №12
1. Основные принципы моделирования, опишите принцип особых состояний.
2. Какая версия MS.Windows исполняется как приложение (запускаемая программа) на
компьютере под управлением операционной системы MS. DOS?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение управляющего
процессора на АСУ.
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется слайд - сканер?
Объясните принцип его работы.
5. Укажите назначение материнской платы персонального компьютера. перечислите находящиеся на ней системные устройства, перечислите типичные разъёмы для подключения
122
плат расширения, внутренних дисковых устройств, электропитания, внешних периферийных устройств ввода – вывода и отображения информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 10 датчиков температуры
(T001…T010), 2 датчика давления (P001, P002), 8 датчиков расхода (F001… F008), 5 контакторов уровня (LSL001…LSL005), 1 клапан – регулятор (PV001), 3 клапана – отсекателя
(UV001… UV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №13
1. Основные принципы моделирования, изложите принцип последовательной проводки заявок.
2. Какая из известных Вам операционных систем больше всего нуждается в резервированном (бесперебойном) электропитании с точки зрения надёжности хранения данных на
дисковых накопителях?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение рабочей станции на
АСУ.
4. Терминал. Его назначение и особенности работы с ним.
5. Какие особенности использования персонального компьютера в качестве рабочей станции АСУТП?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 10 датчиков температуры
(T001…T010), 2 датчика давления (P001, P002), 1 датчик расхода (F001), 5 контакторов
уровня (LSL001…LSL005), 1 клапан – регулятор (PV001), 3 клапана – отсекателя (UV001…
UV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №14
1. Изложите методы оптимизации (основные понятия).
2. Укажите назначение текстового процессора MS. Word, электронной таблицы MS. Excel,
текстовых редакторов Notepad (Блокнот) и WordPad.
3. Промышленный шкаф для оборудования АСУ. Конструктивное исполнение и назначение . Перечислите известные Вам виды оборудования АСУ, которые обычно монтируется в такие шкафы. Какого исполнения промышленный шкаф можно применять для размещения в запыленном, содержащем в атмосфере газовые примеси помещении?
4. Опишите монитор на основе электронно – лучевой трубки и монитор на основе жидкокристаллической матицы. Какому типу монитора вы отдаёте предпочтение в повседневной работе?
5. Перечислите оборудование, используемое в базовой конфигурации персонального компьютера.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 3 датчика температуры
(T001…T003), 9 датчиков давления (P001…P009), 1 датчик расхода (F001), 1 контактор
уровня (LSH001), 1 клапан – регулятор (PV001), 2 клапана – отсекателя (UV001, UV002).
123
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №15
1. Изложите понятие модели, укажите области её применения.
2. Какие операционные системы вы знаете из использующихся на рабочих станциях
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА полевого КИП.
4. Укажите известные вам виды клавиатур для персонального компьютера, особенности
работы с ними.
5. Перечислите известные вам периферийные устройства, обычно используемые с персональным компьютером, укажите эти устройства и решаемые ими задачи.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика давления (P001, P002), 1
датчик расхода (F001), 1 клапан – регулятор (PV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №16
1. Изложите основные этапы моделирования.
2. Почему операционная система MS.DOS обычно не используется на рабочей станции
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода с АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА на
управляющие механизмы КИП.
4. Опишите манипулятор «мышь», укажите, какие конструкции вам известны. Какой стандарт подключения «мыши» к персональному компьютеру наиболее широко распространён в настоящее время?
5. Перечислите устройства, находящиеся в системном блоке компьютера. Какие функции
они выполняют?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 3 контактора температуры
(TSH001…TSH003), 4 контактора давления (PSL001…P004), 2 клапана – отсекателя (UV001,
UV002).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №17
1. Произведите классификацию моделей.
2. Какие задачи решаются специализированным программным обеспечением управляющего процессора?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ дискретных сигналов (с контакторов
КИП и проч.).
4. Опишите известные вам стандарты подключения клавиатур и графических манипуляторов типа «мышь» к персональному компьютеру. Какой стандарт наиболее широко распространен в настоящее время?
124
5. Какие устройства персонального компьютера получают электропитание от расположенного в системном блоке блока питания?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика температуры (T001,
T002), 2 датчика давления (P001, P002), 8 датчиков расхода (F001… F008), 1 контактор
уровня (LSL001), 1 клапан – регулятор (PV001), 3 клапана – отсекателя (UV001… UV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №18
1. Основные принципы моделирования, объясните принцип t .
2. В каких версиях операционных систем MS.Windows присутствует режим перезагрузки
компьютера в режим эмуляции операционной системы MS.DOS?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода дискретных сигналов с АСУ (выходные релейные сигналы управления).
4. Опишите принцип работы шарового манипулятора. Где обычно применяется такое
устройство? Объясните принцип работы пользователя с компьютером, оснащенным сенсорным экраном.
5. Какие дисковые устройства со сменным носителем информации, обычно применяемые в
персональном компьютере вам известны. Укажите такие устройства и объём хранимой
на них информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик температуры (T001), 4
датчика давления (P001… P004), 1 датчик расхода (F001), 2 контактора уровня (LSL001,
LSH002), 3 клапана – регулятора (FV001… FV003), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №19
1. Основные принципы моделирования, опишите принцип особых состояний.
2. Какая версия MS.Windows исполняется как приложение (запускаемая программа) на
компьютере под управлением операционной системы MS. DOS?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение управляющего
процессора на АСУ.
4. Изложите принцип работы ударного матричного принтера. можно ли на таком принтере
напечатать фотографию?
5. Какие дисковые устройства с несменным носителем информации, обычно применяемые
в персональном компьютере вам известны. Укажите такие устройства и примерный объём хранимой на них информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 4 датчика давления (P001… P004),
3 контактора уровня (LSL001… LSH003), 1 клапан – регулятор (FV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №20
125
1. Основные принципы моделирования, изложите принцип последовательной проводки заявок.
2. Какая из известных Вам операционных систем больше всего нуждается в резервированном (бесперебойном) электропитании с точки зрения надёжности хранения данных на
дисковых накопителях?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение рабочей станции на
АСУ.
4. Изложите принцип работы струйного принтера. Изложите ваше мнение о скорости печати документов и их качестве по сравнению с печатью на ударном матричном принтере.
5. Перечислите известные Вам платы расширения, используемые совместно с материнской
платой современного персонального компьютера. Укажите исполняемые ими функции.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 5 датчиков давления (P001…
P005),
1 контактор уровня (LSH001), 2 клапана – регулятора (PV001, PV002).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №21
1. Изложите методы оптимизации (основные понятия).
2. Укажите назначение текстового процессора MS. Word, электронной таблицы MS. Excel,
текстовых редакторов Notepad (Блокнот) и WordPad.
3. Промышленный шкаф для оборудования АСУ. Конструктивное исполнение и назначение . Перечислите известные Вам виды оборудования АСУ, которые обычно монтируется в такие шкафы. Какого исполнения промышленный шкаф можно применять для размещения в запыленном, содержащем в атмосфере газовые примеси помещении?
4. Изложите принцип работы лазерного принтера. Какой вы принтер предпочтете для
быстрой и качественной распечатки документации: лазерный или струйный?
5. Укажите назначение материнской платы персонального компьютера. перечислите находящиеся на ней системные устройства, перечислите типичные разъёмы для подключения
плат расширения, внутренних дисковых устройств, электропитания, внешних периферийных устройств ввода – вывода и отображения информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика температуры
(T001,T002), 20 датчиков давления (P001…P020), 1 датчик расхода (F001), 2 клапана – отсекателя (UV001, UV002).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №22
1. Изложите понятие модели, укажите области её применения.
2. Какие операционные системы вы знаете из использующихся на рабочих станциях
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА полевого КИП.
4. Какие принтеры обычно применяются для изготовления больших чертежей или рекламных щитов?
126
5. Укажите назначение микропроцессора в компьютере. Какие современные микропроцессоры для персональных компьютеров вам известны? По каким параметрам определяется
вычислительная мощность микропроцессора?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик температуры (T001), 20
датчиков давления (P001…P020), 1 датчик расхода (F001), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №23
1. Изложите основные этапы моделирования.
2. Почему операционная система MS.DOS обычно не используется на рабочей станции
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода с АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА на
управляющие механизмы КИП.
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется планшетный сканер? Объясните принцип его работы.
5. Какую задачу в компьютере выполняет оперативная память? Какие модули с микросхемами оперативной памяти применяются в современном персональном компьютере?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик уровня (L001), 20 датчиков давления (P001…P020), 1 датчик расхода (F001), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №24
1. Произведите классификацию моделей.
2. Какие задачи решаются специализированным программным обеспечением управляющего процессора?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ дискретных сигналов (с контакторов
КИП и проч.).
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется рулонный сканер? Объясните принцип его работы.
5. Изложите типичную комплектацию персонального компьютера для решения офисных
задач.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика давления (P001, P002), 1
датчик расхода (F001), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №25
1. Основные принципы моделирования, объясните принцип t .
2. В каких версиях операционных систем MS.Windows присутствует режим перезагрузки
компьютера в режим эмуляции операционной системы MS.DOS?
127
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода дискретных сигналов с АСУ (выходные релейные сигналы управления).
4. Для каких задач совместно с персональным компьютером применяется слайд - сканер?
Объясните принцип его работы.
5. Укажите назначение материнской платы персонального компьютера. перечислите находящиеся на ней системные устройства, перечислите типичные разъёмы для подключения
плат расширения, внутренних дисковых устройств, электропитания, внешних периферийных устройств ввода – вывода и отображения информации.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 2 датчика давления (P001, P002), 4
датчика расхода (F001…F004).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №26
1. Основные принципы моделирования, опишите принцип особых состояний.
2. Какая версия MS.Windows исполняется как приложение (запускаемая программа) на
компьютере под управлением операционной системы MS. DOS?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение управляющего
процессора на АСУ.
4. Терминал. Его назначение и особенности работы с ним.
5. Какие особенности использования персонального компьютера в качестве рабочей станции АСУТП?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется 1 датчик температуры (T001), 5
датчиков давления (P001…P005), 3 датчика расхода (F001… F003), 2 клапана – регулятора
(PV001, PV002), 1 клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №27
1. Основные принципы моделирования, изложите принцип последовательной проводки заявок.
2. Какая из известных Вам операционных систем больше всего нуждается в резервированном (бесперебойном) электропитании с точки зрения надёжности хранения данных на
дисковых накопителях?
3. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение и назначение рабочей станции на
АСУ.
4. Опишите монитор на основе электронно – лучевой трубки и монитор на основе жидкокристаллической матицы. Какому типу монитора вы отдаёте предпочтение в повседневной работе?
5. Перечислите оборудование, используемое в базовой конфигурации персонального компьютера.
Задача №1
128
На технологической установке согласно проекта имеются 6 датчиков давления
(P001…P006), 4 датчика расхода (F001… F004), 8 клапанов – регуляторов (PV001, PV008), 1
клапан – отсекатель (UV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №28
1. Изложите методы оптимизации (основные понятия).
2. Укажите назначение текстового процессора MS. Word, электронной таблицы MS. Excel,
текстовых редакторов Notepad (Блокнот) и WordPad.
3. Промышленный шкаф для оборудования АСУ. Конструктивное исполнение и назначение . Перечислите известные Вам виды оборудования АСУ, которые обычно монтируется в такие шкафы. Какого исполнения промышленный шкаф можно применять для размещения в запыленном, содержащем в атмосфере газовые примеси помещении?
4. Укажите известные вам виды клавиатур для персонального компьютера, особенности
работы с ними.
5. Перечислите известные вам периферийные устройства, обычно используемые с персональным компьютером, укажите эти устройства и решаемые ими задачи.
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 3 датчика расхода (F001… F003),
1 клапан – регулятор (PV001).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №29
1. Изложите понятие модели, укажите области её применения.
2. Какие операционные системы вы знаете из использующихся на рабочих станциях
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля ввода на АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА полевого КИП.
4. Опишите манипулятор «мышь», укажите, какие конструкции вам известны. Какой стандарт подключения «мыши» к персональному компьютеру наиболее широко распространён в настоящее время?
5. Перечислите устройства, находящиеся в системном блоке компьютера. Какие функции
они выполняют?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеются 5 контакторов температуры
(TSL001… TSL005), 3 клапана – отсекателя (UV001… UV003).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
Вариант №30
1. Изложите основные этапы моделирования.
2. Почему операционная система MS.DOS обычно не используется на рабочей станции
АСУТП?
3. Модули ввода – вывода на АСУ. Опишите принцип работы, конструктивное исполнение
и назначение интерфейсного модуля вывода с АСУ аналоговых сигналов 4 – 20 мА на
управляющие механизмы КИП.
129
4. Опишите известные вам стандарты подключения клавиатур и графических манипуляторов типа «мышь» к персональному компьютеру. Какой стандарт наиболее широко распространен в настоящее время?
5. Какие устройства персонального компьютера получают электропитание от расположенного в системном блоке блока питания?
Задача №1
На технологической установке согласно проекта имеется один датчик давления (P001), 10
датчиков расхода (F001… F010).
Сколько полевых базовых модулей и какого типа Вам потребуется для работы вашего узла
АСУТП с этим оборудованием КИП?
130
Вопросы к экзамену по дисциплине
1. Чем отличается автоматизированная система управления объектом от автоматической?
2. В чём заключаются свойства единства системы АСУ; в чём заключаются свойства целостности системы АСУ?
3. Чем отличается управление по отклонению от управления по возмущению?
4. Объект с точки зрения АСУТП, объясните смысл функции управления объектом.
5. Перечислите функции управления (планирование, учёт, контроль, анализ, регулирование).
6. Изложите алгоритм функционирования линейной, линейно – штабной, линейно – функциональной, матричной структур управления.
7. Перечислите известные вам типы производств.
8. Чем перспективное планирование отличается от оперативного; какие бывают планы (номенклатурные, объёмные)?
9. Дайте определение понятия АСУ.
10. Перечислите известные вам свойства большой и сложной системы.
11. Сформулируйте признаки, по которым можно классифицировать АСУ.
12. Перечислите принципы построения АСУ. Объясните их смысл.
13. Изложите общую схему структуры АСУ. Перечислите обслуживающие и функциональные
подсистемы АСУ.
14. Понятие и назначение модели.
15. Перечислите этапы моделирования.
16. Перечислите известные вам типы моделей.
17. Изложите основные принципы моделирования.
18. Укажите назначение программ АСУ и обслуживающих программ, какие задачи решают эти
разные программы.
19. Где и для чего используется универсальная обслуживающая программа - операционная система (ОС)? Приведите основные различия между ОС MS. DOS и MS. Windows.
20. Перечислите известные вам пользовательские программы, обычно используемые на персональном компьютере (ПК) под управлением ОС MS. Windows; объясните, какие практические задачи решаются с помощью перечисленных программ.
21. Укажите область применения уровнемера на основе датчика давления.
22. Можно ли измерять расход технологического продукта в обратном направлении потока расходомером на основе диафрагмы и датчика дифференциального давления без каких – либо
манипуляций с диафрагмой и датчиком?
23. Требуется ли перенастройка буйкового уровнемера либо замена буйка при переходе с замера уровня в аппарате одного типа жидкостей на другой ?
24. Почему существует несколько типов поплавков для поплавкового контактора уровня?
Можно ли использовать этот прибор для работы в чисто газовой среде?
25. Можно ли гальваномагнитным расходомером измерять расход жидкостей - диэлектриков?
26. Что произойдёт при смене направления потока продукта при замере его расхода расходомером на основе эффекта силы Кориолиса?
27. Опишите принцип работы ультразвукового уровнемера.
28. Перечислите известные вам типы датчиков температуры. Можно ли использовать датчик
температуры в качестве контактора уровня горячего вещества?
29. Принцип работы датчика газового анализа.
30. Телемеханика. Принцип частотного уплотнения данных, передаваемых в канале передачи
информации. Можете использовать в качестве примера: Российская аппаратура частотного
уплотнения для выделенных линий связи между телефонными станциями.
131
31. Телемеханика. Принцип временного уплотнения данных, передаваемых в канале передачи
информации. Можете использовать в качестве примера: аналоговый стандарт “Video - 8”:
подготовка видеосигнала перед записью; система спутникового телевещания прежних лет
на основе временного уплотнения D-MAC.
32. Опишите известные вам технические решения для передачи нескольких измеряемых величин от интеллектуального датчика КИП на АСУ по одному электрическому каналу (по одной входной точке) на примере “HART” – протокола передачи дополнительных данных поверх стандартного 4-20мА токового сигнала.
33. Информация, передаваемая с датчика КИП на АСУ в виде токового сигнала 4-20 мА, 24В.
Сколько измеряемых величин передаётся в один момент времени? Какое типовое время
опроса и вывода на мнемосхему тех. процесса на рабочем месте показания одного датчика
КИП?
34. Укажите типичную скорость передачи информации в канале передачи информации на основе модемного соединения по коммутируемой телефонной линии, сетевого соединения. Расскажите о типовых скоростях приёма и передачи данных при работе на персональном компьютере в сети «Интернет» с помощью модемного подключения по коммутируемой телефонной линии.
35. Понятие об информации. От чего зависит объём передаваемой информации по каналу передачи информации? Перечислите известные вам каналы передачи информации на основе
технических средств голосовой связи, межкомпьютерных соединений в локальной вычислительной сети, типовых соединений персонального компьютера с периферийными устройствами (принтер, модем, мышь, клавиатура, внешний USB – дисковод компакт-дисков,
внешний SCSI – винчестер).
36. Опишите рабочее место оператора технологического процесса на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ. Перечислите используемые аппаратные и программные средства, изложите
алгоритм действий работника.
37. Сформулируйте задачи, решаемые автоматизированной системой обслуживания оборудования по техническому состоянию на примере программных продуктов фирмы «Вибро –
Центр» (Россия, г. Пермь, www.vibrocenter.ru).
38. Информационная АСУ. Сформулируйте круг задач, решаемых информационной АСУ на
примере: а) общезаводской автоматизированной пропускной системы на КПП 1,2,5,6,7 Астраханского ГПЗ с ведением базы данных рабочего времени работников предприятия;
б)федеральная информационная АСУ ГАС - выборы (экспресс подсчёт голосов избирателей). В чём здесь отличия от классической управляющей общезаводской АСУ предприятия
ТЭК?
39. Расскажите о типовой системе резервированного отказоустойчивого электропитания системы АСУ на предприятии ТЭК.
40. Сформулируйте ваши требования к надежности АСУ технологической установки с высокими рабочими давлениями, температурами, с взрыво- и пожароопасными рабочими веществами. Перечислите технические средства АСУ, которые на ваш взгляд должны быть дублированы (с резервированием).
132
41. При проектировании вашей общезаводской АСУ у вас имеются технические средства АСУ
(интерфейсы «АСУ – низовая автоматика», контрольные процессоры) с резервированием
точек входа и выхода и без резервирования. Каким оборудованием целесообразно укомплектовать контуры штатного регулирования техпроцесса, каким оборудованием целесообразно укомплектовать схемы противоаварийной защиты (ПАЗ)?
42. Какие шкафы (конструктивы) 19’’ для монтажа систем АСУ более предпочтительны на
предприятиях ТЭК: с системой принудительной вентиляции по замкнутому контуру (внутри
шкафа) или с разомкнутым контуром (например снизу в шкаф через фильтр всасывается
воздух, сверху удаляется)?
43. Сформулируйте требования к прочности изоляции, наличия взрывозащищенного корпуса,
температурному классу для оборудования низовой автоматики и систем верхнего уровня
АСУ (датчики КИП, управляющие элементы КИП, интерфейсы «низовая автоматика –
АСУ», системы верхнего уровня АСУ в шкафах 19”).
44. Какое максимальное количество строк в листе открытой книги (файла) может обрабатывать
электронная таблица MS. Excel 97, 2000? С помощью какой программы можно обработать
большее количество трок в таблице?
45. Перечислите известные вам программы - текстовые редакторы и программы – файловые
менеджеры с функциональными возможностями текстового редактирования файлов для
следующих ОС: MS. DOS, MS.Windows95/98.
46. Основные правила работы с электронной таблицей MS. Excel 97, 2000 (начало работы, создание нового документа, открытие и редактирование ранее созданных документов, операции с буфером обмена, форматирование ячейки / строки / столбца, подготовка документа к
печати).
47. Основные правила работы с текстовым процессором MS. Word 97,2000 (начало работы, создание нового документа, открытие и редактирование ранее созданных документов, операции с буфером обмена, создание таблиц, форматирование таблиц, форматирование документа, вставка рисунка из файла, подготовка документа к печати).
48. Назначение операционной системы MS. Windows 95,98/2000/XP. Основные правила работы
(начало работы, запуск программ, использование встроенных программ - редакторов, завершение работы).
49. Программное обеспечение на АСУ. Программы “Display Builder” и “Display Configurator”
АСУТП на технических средствах “I/A Series” фирмы “Foxboro” как инструмент построения
мнемосхемы технологической установки, пригодной для оперативного управления технологическим процессом.
50. Программное обеспечение на АСУ. Каким операционным системам отдаётся предпочтение
для использования на АСУ и почему?
51. Человеко – машинный интерфейс АСУ: средства ввода и вывода информации (клавиатура,
предметная клавиатура, touch - screen, мышь, трекбол, сканер, монитор, принтер, технические средства звуковой сигнализации).
133
52. Аппаратные средства обработки данных АСУ верхнего уровня: контрольный процессор, рабочая станция. Какие задачи обработки данных решаются на данном оборудовании?
53. Интерфейсные модули АСУ – низовая автоматика: устройство ввода – вывода дискретных
сигналов как посредник между АСУ и схемами электриков. Перечислите известные вам
входные дискретные сигналы от схем электриков (сигнал неисправности, сигнал пропадания электропитания, сигнал запуска или останова электродвигателя). Перечислите выходные сигналы управления в схемы электриков (например запуск и останов электродвигателя).
54. Интерфейсные модули АСУ – низовая автоматика: устройство ввода – вывода дискретных
сигналов. Перечислите датчики КИП, сигналы которых заводятся на АСУ с помощью этого
устройства. Какие управляющие элементы КИП получают сигналы управления от этого
устройства?
55. Интерфейсные модули АСУ – низовая автоматика: устройство вывода аналоговых сигналов
4-20мА. На какие управляющие элементы КИП подаются выходные сигналы этого устройства?
56. Интерфейсные модули АСУ – низовая автоматика: устройство ввода аналоговых сигналов
4-20мА. Перечислите датчики КИП, чьи показания становятся «видимыми» на АСУ с помощью данного устройства.
57. Клапан – отсекатель, его основные узлы, принцип работы и назначение.
Перечислите основные узлы регулирующей задвижки с пневматической мембраной и возвратной пружиной, объясните как она работает и где её применяют.
58. Телемеханика. Цифровая обработка данных в режиме реального времени перед их передачей в канал передачи информации как альтернатива устаревшим аналоговым методам уплотнения передаваемых данных. Можете использовать в качестве примера: интернет и IP – телефония, современное спутниковое вещание в цифровом формате.
134
Экзаменационные задания
1. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP откройте на рабочем столе папку «Мои Документы». Создайте в ней папку с именем «12345». В
этой папке с помощью программы «Блокнот» (NotePad) создайте текстовой файл с именем 1.txt
с содержимым «Hello, it’s my first experience.», затем удалите файл 1.txt, перейдите в папку
«Мои документы» и удалите папку «12345.»
2. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP создайте на рабочем столе папку с именем «Tomorrow». Переименуйте папку «Tomorrow» на «Today». Создайте в этой папке с помощью программы «Блокнот» текстовый документ с именем
«Доклад», затем переименуйте его в «Отчёт», просмотрите его содержимое; затем удалите сначала файл «Отчёт», затем папку «Today».
3. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP создайте на рабочем столе папку с именем «123». Переименуйте её в «456», создайте в ней два
небольших текстовых документа с помощью программы «Блокнот» или «Word» с именами
«001» и «002». Откройте эти два документа и объедините их в один, сохраните его под именем
«003». Затем удалите созданные вами файлы «001», «002», «003» и папку «456» в корзину.
Осмотрите корзину. Восстановите из корзины папку «456» и файл «003», затем удалите их обратно в корзину и произведите очистку корзины.
4. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP запустите программу «Блокнот» (Notepad) и создайте текстовой файл с произвольной информацией.
Сохраните этот файл на рабочем столе. Закройте программу «Блокнот», затем удалите сохраненный вами файл в корзину. Откройте корзину и восстановите ваш файл.
5. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000 и создайте в нём новый документ. Наберите в документе произвольный текст. Сохраните ваш документ в папке «Мои документы» под именем «12345». Удалите ваш документ в
корзину.
6. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, откройте какой-либо документ из папки «Мои документы» компьютера. Создайте новый документ и скопируйте в него фрагмент текста из ранее открытого вами документа. Сохраните ваш новый документ на рабочем столе компьютера, затем удалите его в корзину. Откройте
корзину и очистите её.
7. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, создайте новый документ, поместите в документ таблицу с 3 столбцами и 4 строками.
Заполните таблицу произвольными данными. Создайте ещё один новый документ, скопируйте в
него все ваши данные из таблицы первого документа не создавая в нём таблицы.
8. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, запустите программу «Блокнот». Наберите в блокноте фрагмент текста по вашему
усмотрению. Скопируйте этот фрагмент текста в буфер обмена. В программе MS.Word 97/2000
создайте новый документ, вставьте в него из буфера обмена набранный вами в «Блокноте»
135
фрагмент текста, сохраните ваш новый документ на рабочем столе, затем удалите его в корзину.
9. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, создайте новый документ, вставьте в него из файла рисунок. Файл с рисунком можете
найти в директории C:\WINDOWS или используя поиск файла с расширением «*.jpg» или
«*.bmp».
10. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, запустите программу просмотра рисунков «Imaging» или «Paint». В графической программе откройте какой-либо файл рисунка, например из директории C:\WINDOWS, затем скопируйте его в буфер обмена. В текстовом процессоре вставьте из буфера обмена рисунок в ваш
новый документ и сохраните ваш документ на рабочем столе.
11. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – текстовой процессор MS. Word
97/2000, создайте новый документ, нажмите кнопку “Print Screen” на клавиатуре, это приведёт к
копированию содержимого экрана в буфер обмена. Вставьте экранную копию из буфера обмена
в ваш документ, сохраните созданный вами документ на рабочем столе.
12. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – электронную таблицу MS. Excel
97/2000. Создайте в ней новый документ, заполните первые три столбца и три строчки первого
листа книги произвольными цифровыми данными. Произведите автосуммирование по столбцам
с отображением результатов в четвёртых строках столбцов. Сохраните ваш документ на рабочем столе. Закройте программу MS.Excel 97/2000, затем откройте сохраненный вами файл и измените положение отображаемых результатов автосуммирования с четвёртых строк столбцов
на пятые.
13. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – электронную таблицу MS. Excel
97/2000. Создайте в ней новый документ, заполните первые два столбца и две строчки первого
листа книги данными о дате в формате «01.08.2001». Произведите форматирование заполненных вами ячеек с изменением формата даты с «01.08.2001» на «01.авг.01».
14. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – электронную таблицу MS. Excel
97/2000. Создайте в ней новый документ, на первом листе книги занесите в первые два столбца
первой строчки два разных числа, в третьем столбце первой строчки напишите формульную
связь с первыми двумя столбцами, чтобы в третьем столбце отображалась автоматическая сумма чисел из первого и второго столбца. Занося в первый и второй столбец первой строчки новые цифры проверьте работу автосуммирования.
15. Используя персональный компьютер под управлением ОС MS.Windows95/98/2000/XP с
установленным ПО MS. Office 97/2000 запустите программу – электронную таблицу MS. Excel
97/2000. На первом листе книги занесите произвольные данные в первые три столбца и три
строчки. Скопируйте заполненные вами ячейки в буфер обмена, затем запустите текстовой
процессор MS.Word 97/2000, создайте в нём новый документ и вставьте в него из буфера обмена ваши данные. Сохраните документ MS.Word 97/2000 на рабочем столе.
136
Подробное оглавление
Введение
Тематический план дисциплины
Примерный тематический план установочных и обзорных занятий
Методические указания по изучению каждого раздела и вопросы для самоконтроля
Раздел 1. Основные принципы, методы и свойства информационных и коммуникационных технологий, их эффективность
Тема 1.1 Современный персональный компьютер
1. Базовая конфигурация персонального компьютера на базе Х86-го
семейства микропроцессоров (далее ПК)
2. Периферийные устройства, обычно используемые совместно с ПК
3. Системный блок ПК, его начинка
Корпус
Блок питания
Дисковые устройства
Жесткий диск
Дисковод гибких дисков
Дисковод лазерных дисков стандарта CDROM
Дисковод лазерных дисков стандарта DVD
Платы расширения
Видеокарта
Звуковая плата
Сетевая плата
Плата внутреннего модема
Внешний модем фирмы ZyXEL, модель Omni 56K DUO
Плата контроллера SCSI
Плата контроллера IEEE1394 (FireWire)
Современная материнская плата
Микропроцессор
Оперативная память
4. Типичная комплектация ПК для решения офисных задач
5. ПК в качестве рабочей станции АСУТП
Тема 1.2 Аппаратные и программные средства систем автоматизированного
управления
1.2.1 Датчики (КИПиА)
1. Уровнемер на основе датчика давления
2. Расходомер на основе диафрагмы и датчика дифференциального
давления
3. Буйковый уровнемер
4. Поплавковый контактор уровня
5. Гальваномагнитный (индукционный) расходомер
6. Массовый расходомер на основе эффекта силы Кориолиса
Стр.3
Стр.5
Стр.6
Стр.7
Стр. 7
Стр. 7
Стр. 7
Стр. 8
Стр. 8
Стр. 9
Стр. 9
Стр. 9
Стр. 10
Стр. 11
Стр. 12
Стр. 13
Стр. 15
Стр. 15
Стр. 17
Стр. 18
Стр. 19
Стр. 19
Стр. 20
Стр. 20
Стр. 21
Стр. 26
Стр. 29
Стр. 30
Стр. 31
Стр. 32
Стр. 32
Стр. 32
Стр. 34
Стр. 35
Стр. 36
Стр. 37
Стр. 38
137
7. Расходомер на основе трубок Пито и датчика дифференциального
давления
8. Ротаметр
9. Ультразвуковой уровнемер
10. Датчики температуры
11. Приборы газового анализа
12. PH – метр
Примеры решения типовых задач
1.2.2 Управляющие элементы (КИПиА)
1. Регулирующая задвижка с пневматической мембраной и возвратной
пружиной
2. Регулирующая задвижка с двухкамерной пневматической мембраной
3. Позиционер для регулирующей задвижки с пневматической мембраной и возвратной пружиной (принцип работы)
4. Позиционер для регулирующей задвижки с двухкамерной пневматической мембраной
5. Преобразователь «ток – давление»
6. Клапан – отсекатель с двухкамерным пневмоцилиндром
7. Пневмореле для клапана – отсекателя с двухкамерным пневмоцилиндром
8. Электроклапан – соленоид
1.2.3 Основные аппаратные средства обработки данных АСУ
Понятия о распределённой, параллельной и последовательной АСУТП
Промышленные шкафы
Трёхуровневая архитектура АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”
1. Устройство ввода аналоговых сигналов 4 – 20 мА (FBM01)
2. Устройство преобразования температурного сигнала в стандартный
аналоговый 4 – 20 мА
2.1 Программируемый двухпроводной измерительный преобразователь фирмы M.K. JUCHHEIM Gmbh & Co
3. Устройство вывода аналоговых сигналов 4 – 20 мА (FBM04)
3.1 Интерфейсный модуль вывода аналоговых
сигналов 0 – 20 мА (FBM 237)
4. Устройство ввода – вывода дискретных сигналов (FBM26)
4.1 Устройство ввода на АСУ дискретных сигналов (FBM24)
5. Устройство ввода температурных сигналов с термосопротивлений
6. Устройство ввода температурных сигналов с термопар
7. Управляющий процессор
8. Рабочие станции
9. Пример задачи по комплектации техническими средствами АСУТП
для технологический установки на средствах АСУТП “I/A Series”
фирмы “Foxboro”
1.2.4 Средства ввода и вывода информации
Стр. 38
Стр. 39
Стр. 39
Стр. 40
Стр. 42
Стр. 42
Стр. 43
Стр. 45
Стр. 45
Стр. 46
Стр. 47
Стр. 49
Стр. 50
Стр. 50
Стр. 52
Стр. 52
Стр. 53
Стр. 53
Стр. 54
Стр. 54
Стр. 57
Стр. 58
Стр. 58
Стр. 58
Стр. 59
Стр. 59
Стр. 59
Стр. 60
Стр. 60
Стр. 60
Стр. 61
Стр. 62
Стр. 64
138
1.1 Монитор
1.2 Клавиатура
1.3 Мышь
1.4 Шаровой манипулятор
1.4 Сенсорный экран
2.1 Принтеры
А. Ударные матричные принтеры
Б. Струйные принтеры
В. Лазерные принтеры
2.2 Плоттеры (графопостроители, крупногабаритные принтеры)
3. Сканер
4. Терминал
Тема 1.3 Теоретические основы передачи информации, примеры реализации различных решений
Тема 1.4 Телемеханика и дистанционное управление процессом
Тема 1.5 Локальная вычислительная сеть предприятия
Тема 1.6 Глобальная вычислительная сеть
Тема 1.7 Технические и программные средства реализации ЛВС масштаба
предприятия ТЭК, обзор типичных задач и эффективности их решения на
различных технических и программных средствах
Раздел 2. Автоматизированные рабочие места, их локальные и отраслевые сети
Тема 2.1 Рабочее место оператора технологического процесса на общезаводской АСУ Астраханского ГПЗ
Тема 2.2 Рабочее место оператора ЛВС
Раздел 3. Прикладное программное обеспечение и информационные ресурсы
Тема 3.1 Операционные системы для ПК, прикладное ПО
1. Характеристики операционных систем для персонального компьютера
А. MS.DOS
Б. UNIX - LINUX
В. Операционные системы MS.Windows 98 (95/Me/2000/XP)
Тема 3.2 Основные информационные ресурсы «Интернет»
Раздел 4. Интегрированные информационные системы,
проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ по отрасли
и сфере деятельности
Тема 4.1 Основные понятия АСУ
Тема 4.2 Основы современного производства
Тема 4.3 Понятие АСУ и их классификация
Тема 4.4 Структура АСУ
Тема 4.5 Программное обеспечение АСУ
1. Обзор программного обеспечения контроллера сбора данных ROC –
312 фирмы “Fisher – Rosemount”
2. Характеристики операционных систем для АСУ
Стр. 64
Стр. 65
Стр. 67
Стр. 68
Стр. 68
Стр. 68
Стр. 68
Стр. 69
Стр. 71
Стр. 71
Стр. 72
Стр. 73
Стр. 74
Стр. 75
Стр. 75
Стр. 76
Стр. 76
Стр. 76
Стр. 76
Стр. 77
Стр. 77
Стр. 77
Стр. 78
Стр. 78
Стр. 79
Стр. 80
Стр. 81
Стр. 82
Стр. 82
Стр. 82
Стр. 82
Стр. 83
Стр. 83
Стр. 84
Стр. 84
139
А. VENIX 286
Б. Solaris 5.5.1
В. MS.Windows NT4
Г. MS. Windows 2000
Д. MS.Windows XP
3. Краткий перечень специализированных программных пакетов
АСУТП “I/A Series” фирмы “Foxboro”
4. Программное обеспечение управляющего процессора АСУТП “I/A
Series” фирмы “Foxboro”
Раздел 5. Экспертные системы и системы поддержки принятия решений
Тема 5.1 Особенности автоматизированного управления технологическими
установками на предприятиях ТЭК
Тема 5.2 Автоматизированный учёт людских и материальных ресурсов в
ремонтном производстве
Тема 5.3 Автоматизированная система обслуживания оборудования по техническому состоянию
Тема 5.4 Автоматизация составления заказных спецификаций
Раздел 6. Моделирование и прогнозирование в профессиональной деятельности
Тема 6.1 Моделирование систем
1. Моделирование систем: основные понятия
2. Моделирование систем: этапы моделирования
3. Моделирование систем: классификация моделей
4. Моделирование систем: основные этапы моделирования
А. Принцип ∆t
Б. Принцип особых состояний
В. Принцип последовательной проводки заявок
Тема 6.2 Методы оптимизации
Список основной и дополнительной литературы
Задания на первую контрольную работу
Задания на вторую контрольную работу
Вопросы к экзамену по дисциплине
Экзаменационные задания
Подробное оглавление
Стр. 84
Стр. 84
Стр. 85
Стр. 85
Стр. 86
Стр. 86
Стр. 86
Стр. 88
Стр. 88
Стр. 88
Стр. 89
Стр. 89
Стр. 90
Стр. 90
Стр. 90
Стр. 90
Стр. 91
Стр. 92
Стр. 92
Стр. 92
Стр. 92
Стр. 93
Стр. 95
Стр. 96
Стр.117
Стр.130
Стр.134
Стр.136
