Системы счисления информации. Параметры измерительных средств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра 1»

Контрольная работа по дисциплине

«Системы управления технологическими процессами и информационные технологии »

выполнила: студентка-заочного отделения

проверил:

Воронеж 2015 1

Содержание

1. Системы счисления информации

2. Основные параметры измерительных средств

3. Регистрирующие приборы

4. Начертить схему и дать пояснения системы управления процессов приготовления теста

1. Системы счисления информации

Совокупность приемов записи и наименования чисел называется системой счисления.

Числа записываются с помощью символов, и по количеству символов,используемых для записи числа, системы счисления подразделяются на позитивные и не позитивные. Если для записи числа используется бесконечное множество символов, то система счисления называется не позиционной. Примером не позиционной системой счисления может служить римская. Например, для записи числа один используется буква I, два и три выглядят как совокупности символов II, III, но для записи пяти выбирается новый символ V, шесть VI, десять X, сто - C, тысяча -- М и т. д. Бесконечный ряд чисел потребует бесконечного числа символов для записи чисел. Кроме того, такой способ записи чисел приводит к очень сложным правилам арифметики.

Позиционные системы счисления для записи чисел используют ограниченный набор символов, называемых цифрами, и величина числа зависит не только от набора цифр, но и от того, в такой последовательности записаны цифры, т. е. От позиции, занимаемой цифрой, например, 125 и 215. количество цифр, используемых для записи числа, называется основанием системы счисления, в дальнейшем его обозначим q.

В повседневной жизни мы используем десятичной позитивной системой счисления, q=10, т. е. Используется 10 цифр: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .

Рассмотрим правила записи чисел в позиционной десятичной системе счисления. Числа от 0 до 9 записываются цифрами, для записи следующего числа цифры не существует, поэтому вместо 9 пишут 0, но левее нуля образуется еще один разряд, называемый старшим, где записывается ( прибавляется) 1, в результате получается 10. Затем пойдут числа 11, 12, но на 19 опять младший разряд заполнится и мы его снова заменим на 0, а старший разряд увеличим на 1, получим 20. Далее по аналогии 30, 40...90,91,92...до 99. Здесь заполненными оказываются два разряда сразу; чтобы получить следующее число, мы заменяем оба на 0, а в старшем разряде, теперь уже третьем, поставим 1(т.е. Получим число 100) и т. д. Очевидно , что, используя конечное число цифр, можно записать любое сколь угодно большое число. Затем также, что производство арифметических действий в десятичной системе счисления весьма просто. счисление двоичный измерительный

В информатике, вследствие применения электронных средств вычислительной техники, большое значение имеет двоичная система счисления, q=2. На ранних этапах развития вычислительной техники арифметические операции с действительными числами производились в двоичной системе ввиду простоты их реализации в электронных схемах вычислительных машин. Например, таблица сложения и таблица умножения будут иметь по четыре правила:

А значит, для реализации поразрядной арифметики в компьютере потребуются вместо двух таблиц по сто правил в десятичной системе счисления две таблицы по четыре правила в двоичной. Соответственно на аппаратном уровне вместо двухсот электронных схем -- восемь.

Но запись числа в двоичной системе счисления длиннее записи того же числа в десятичной системе счисления в log₂ 10 раз ( примерно в 3,3 раза ). Это громоздко и не удобно для использования, так как обычно человек может одновременно воспринять не более пяти-семи единиц информации, т. е. Удобно будет пользоваться такими системами счисления, в которых наиболее часто используемые числа ( от единиц до тысяч) записались бы одной- четырьмя цифрами. Как это будет показано далее, перевод числа, записанного в двоичной системе счисления, в восьмеричную и шестнадцатеричную очень сильно упрощается по сравнению с переводом из десятичной в двоичную. Запись же чисел в них в три раза короче для восьмеричной и в четыре для шестнадцатеричной системы,чем в двоичной, но длины чисел в десятичной , восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления будут различаться ненамного. Поэтому, наряду с двоичной системой счисления, в информатике имеют хождение восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.

Восьмеричная система счисления имеет восемь цифр: 0 12 3 4 5 6 7. Шестнадцатеричная- шестнадцать, причем первые 10 цифр совпадают по написанию с цифрами десятичной системы счисления, а для обозначения оставшихся шести цифр применяются большие латинские буквы, т. е. Для шестнадцатеричной системы счисления получим набор цифр: 0123456789ABCDEF. Если из контекста не ясно, к какой системе счисления относится запись, то основание системы записывается после числа в виде нижнего индекса. Например, одно и то же число 231, записанное в десятичной системе, запишется в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления следующим образом:

231₀₀₎=111001 11₍₂₎=347_(g)=Е7₍₁₆₎.

Запишем начало натурального ряда в десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления.

2. Основные параметры измерительных средств

Без использования измерительных приборов невозможно представить многие грани человеческой деятельности:начиная от научной работы и заканчивая строительством. В наше время существует множество различных типов измерительных приборов. И каждый из них по-своему важен, у каждого своё назначение.

Но даже внутри одного класса существует разделения приборов по их возможностям и особенностям эксплуатации. К основным параметрам измерительных приборов относятся:

Рабочий диапазон

Любой измерительный прибор может производить измерения только в определённом диапазоне величин. И этот факт необходимо обязательно учитывать при выборе прибора для проведения измерений.

Порог чувствительности

У любого измерительного прибора есть минимальная величина, которую он может зафиксировать. Эта величина и называется порогом чувствительности. Поэтому-то приборы с достаточно большим порогом чувствительности зачастую просто бесполезны, когда дело касается сравнительно небольших измеряемых величин.

Чувствительность

Чувствительность прибора- это параметр, который указывает на изменение показателей прибора при изменениях измеряемой величины.

Погрешность

Погрешность определяет точность измерений. У любого измерительного прибора имеется своя погрешность, которую также нужно брать в расчет при проведении измерений.

Стабильность

Через определенное количество проведенных измерений точность прибора снижается. Эта особенность измерительных приборов называется стабильностью. Чем дольше прибор сохраняет точность измерений, тем он стабильнее.

3. Регистрирующие приборы

Одноканальные и многоканальные регистрирующее приборы с записью измеряемых величин на диаграммной ленте и имеющие на пишущем узле указатель являются одновременно и показывающими приборами. В ряде регистрирующих приборов в верхней или нижней частях лицевой панели располагается ЖК-дисплей или цифровой указатель номера канала и значения параметра в момент измерения.

К основным достоинствам регистрирующих приборов относятся наглядность, наличие документирования данных в каждый момент времени, дешевизна. К недостаткам относятся затраты на обслуживание прибора- замену ленты, чернил, чистку лентопротяжного механизма и др. Эти недостатки сокращаются за счет применения качественных пищущих узлов плоттерного (фломастерного) типа и улучшения конструкции лентопротяжного механизма. Дальнейшее улучшение функциональных характеристик приборов связано с наличием интерфейсов связи с компьютером RS-232 и RS-485, многоцветной печати данных, функций само диагностики с регистрацией результатов на диаграммной ленте, защитой от несанкционированного доступа, повышенной защитой от пыли и влаги вплоть до IP65,контролем обрыва или короткого замыкания датчиков, наличием встроенных преобразователей входных сигналов в унифицированные токовые и др.

Основными характеристиками регистрирующих приборов являются:

число каналов измерения;

основная погрешность,%;

ширина диаграммной ленты,мм;

скорость перемещения диаграммной ленты,мм/ч;

характеристики входных сигналов;

дополнительные устройства: сигнализаторы, регуляторы;

преобразователи;

выходной интерфейс ( RS-232, RS-485 и др.);

напряжение питания;

габаритные размеры,мм.

4. Начертить схему и дать пояснения системы управления процессов приготовления теста

Управление процессом тесто приготовления может быть реализовано с помощью АСУТП (супервизорный режим) по модулю, который предусматривает два иерархических уровня.

Первый уровень управления включает измерительные преобразователи (датчики) и сигнализаторы параметров, средства управления исполнительными устройствами и пусковой аппаратурой. Пульты управления ТП и технологическим оборудованием в основном расположены по месту объекта управления. Взаимосвязь аппаратуры обеспечивается с помощью HART-протокола посредством полевой сети Fieldbus HI.

Второй уровень управления предусматривает использование сетевых контроллеров AL-2000S достаточной информационной мощности (аналоговых входов/выходов 16/256, дискретных входов/выходов 16/256) в количестве трех комплектов с горячим резервированием на базе управляющей ЭВМ (Pentium I), функционирующей в режиме рабочей станции. Наличием сервера БД на базе ЭВМ (Pentium I), АРМ оператора-технолога и АРМ химика-аналитика на базе IBM РС-486. Прием и передача информации обеспечиваются посредством сетевых структур (например, промышленной сети Profibus DP). ОС пультов функционирует с помощью ОС Windows NT. Основное ПО пультов управления обеспечивается либо-SCADA-программой PARAGON, либо программой Трейс Моуд, реализующими основные функции визуализации измеряемых и контролируемых показателей, передачи данных и команд в систему для контроля и управления. Оно состоит из инструментального и исполнительного комплексов. Открытость SCADA-программы обеспечивает функционирование СУ в ОРС-сервере, что гарантирует работу сетевых структур без специальных драйверов. В качестве ОС контроллеров используют типовую систему OS-9 или версии Windows, что позволяет закупать прикладное ПО для контроллеров (например, технологические языки стандарта IEC 1131.3).

Информационная мощность АСУТП приготовления опары составляет входов/выходов 24/24, т. е. 48. Из них аналоговые входы/выходы 12/8, дискретные входы/выхода 12/16, что значительно меньше информационной мощности контроллера AL-2000S, т. е. имеется определенный резерв.

Информационная мощность АСУТП приготовления теста составляет входы/выходы 16/16, т. е. 32. Из них аналоговые входы/выходы 11/11, дискретные входы/выходы 5/5, т. е. также имеется определенный резерв.

АСУТП приготовления опары и теста обеспечивают отображение информации, контроль поступления сырья, ввода задания и команд с клавиатуры пультов, а также управление технологическим процессом.

Для обработки результатов анализа состояния основного и дополнительного сырья, готовности полуфабрикатов и теста, оформления товарно-транспортных накладных с поставщиками используют АРМ лаборатории на базе IBM РС-486, которая по одному из стандартных интерфейсов связана с АРМ технолога, отделениями склада БХМ, приготовления жидких компонентов, полуфабрикатов и теста.

Команды управления и данные вводятся в компьютер оператором-технологом с помощью клавиатуры и видеотерминалов. В АСУТП тесто ведения входят модули ввода аналоговых, дискретных и число импульсных сигналов, необходимых для формирования информации от измерительных преобразователей технологических параметров и дискретных устройств, а также модулей вывода дискретных и аналоговых сигналов для непосредственного управления ТП исполнительными устройствами (клапанами, заслонками, электродвигателями и др.).

Указанная система управления обеспечивает выполнение следующих функций:

· регулирование расходов компонентов, подаваемых дозаторами 2 и 3 посредством тензометрической системы с выходом на АЦП (ADAM-4012), регулирующий канал AL-2000S, далее на ЦАП (ADAM-4021) и управление задвижкой (3);

· регулирование продолжительности брожения опары, реализуемое путем изменения степени заполнения рабочей емкости установки для брожения; регулирование температуры жидкой опары в процессе брожения изменением подачи холодной и горячей воды в рубашку установки (12,13) регулирующим каналом AL-2000S, (11-2);

· регулирование интенсивности механической обработки теста при замесе в тестомесильной машине, осуществляемое изменением частоты вращения месильных органов пластификатора 5, логико-программным каналом AL-2000S (5-2) (схема);

· световая и звуковая сигнализация об отклонениях от заданного режима работы оборудования, фиксируемая на пульте управляющей ЭВМ и АРМ технолога;

· контроль и сигнализация наличия уровня компонентов в расходных емкостях и дозаторах (8-2... 11-2, 12-2... 14-2), реализуемые с помощью AL-2000S, АЦП (ADAM-4012) и ЦАП (ADAM-4021);

· контроль потребляемой мощности при замесе и качественных показателей теста, осуществляемые посредством АЦП (ADAM 4012), логико-программным каналом AL-2000S с выходом на ЦАП (ADAM-4021) и регистрация на АРМ технолога и управляющей ЭВМ (5-2) и (18-2);

· контроль температуры, проводимый с помощью (ADAM-4013), и ее отображение на АРМ технолога и ЭВМ (6-2);

· ручной и автоматический режимы управления механизмами агрегата, которое осуществляется с пульта АРМ технолога и ЭВМ (1-2);

· автоматическая блокировка для отключения механизмов при возникновении аварийных режимов, выполняемая с пультов АРМ технолога и управляющей ЭВМ.

Список используемой литературы

1.Интегрированные системы управления технологическими процессами -- Спб.: Профессия ,2012- 592 с.ил.,табл.,сх.

2. Андронов И.В Измерение расхода жидкостей и газов. -М.:Энергоиздат,1981.-86 с.

3. Интернет ссылка : www.isagraf.ru

Размещено на Allbest.ru