В справочном пособии рассмотрен широкий спектр вопросов, связанных с автоматизированными системами управления современными технологическими процессами.

В первой части книги подробно представлены интеллектуальные приборы контроля технологических параметров - температуры, расхода, давления, уровня, анализаторы газов и жидкостей, показывающие и регистрирующие приборы, функциональные устройства, приборы учета энергоносителей, а также исполнительные механизмы, бесконтактные выключатели, весоизмерительная техника и др. Существенное внимание уделено программируемым логическим контроллерам (ПЛК), что связано с растущим применением этих устройств и появлением новых контроллеров, станций ввода-вывода, новых компонентов контроллеров и улучшением характеристик ранее выпускавшихся моделей.

Второй раздел посвящен программному обеспечению систем управления: приведены примеры решений задач программирования с использованием стандарта IEC 61131-3, дано описание инструментальных систем программирования контроллеров (UnityPro, CoDeSys, STEP7, GX Developer, пакета ISaGRAF), сведения о новых SCADA-системах, современных базах данных и СУБД, в том числе модели баз данных, архитектура доступа к данным, серверы баз данных и пр.

В разделе сетевого оборудования приводятся характеристики промышленных сетей, в том числе Industrial Ethernet, топология и методы доступа, описание активного оборудования сетей-повторителей, концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов, шлюзов, а также беспроводных сетей систем управления.

В разделе распределенных систем управления рассмотрено алгоритмическое обеспечение систем управления, в том числе алгоритмы нечетких систем управления, адаптивных систем управления и др. В нем дано описание и проанализированы современные РСУ отдельных фирм.

Пятый, заключительный раздел справочного пособия представляет системы верхнего уровня: ERP и MES (в том числе АСКУЭ), информационные системы и системы проектирования.

Специалистам-практикам при решении производственных задач (например, при выборе ПЛК и проектировании РСУ) будут полезны приведенные схемы компоновки и подключения ПЛК, клеммных колодок и контроллеров, модулей ввода/вывода и интерфейсов, а также стандарты интерфейсов, шин расширения и контроллеров.
Книга предназначена сотрудникам отделов автоматизации, инженерам, ИТ специалистам крупных и средних предприятий промышленности, сырьевых отраслей, энергетики, специалистам ИТ-компаний, занимающихся разработкой и внедрением АСУТП, сотрудникам проектных организаций и НИИ. Она также будет полезна студентам и преподавателям профильных ВУЗов.

Содержание

Раздел 1. Техническое обеспечение распределенных систем управления.

Глава 1. Приборы контроля и управления технологическими процессами.
1.1. Приборы для измерения температуры.
1.1.1.Контактные датчики (термометры сопротивления и термопары с унифицированным выходным сигналом);
1.1.2.Неконтактные датчики температуры (пирометры);
1.1.3.Регуляторы температуры прямого действия.
1.2. Приборы для измерения расхода.
1.2.1. Электромагнитные (магнитно-индукционные) расходомеры;
1.2.2. Ультразвуковые расходомеры;
1.2.3. Кориолисовые расходомеры;
1.2.4. Вихревые (вихреакустические) преобразователи расхода;
1.2.5. Расходомеры на принципе перепада давления;
1.2.6. Расходомеры постоянного перепада давления.
1.2.7. Тепловые расходомеры;
1.2.8. Скоростные расходомеры
1.2.9. Датчики контроля потока
1.2.10. Расходомеры и дозаторы сыпучих веществ
1.3. Приборы для измерения давления.
1.3.1. Преобразователи давления с емкостным сенсором;
1.3.2. Преобразователи давления с пьезорезистивным сенсором;
1.3.3. Преобразователи давления с унифицированным выходным сигналом.
1.4. Приборы для измерения уровня.
1.4.1. Поплавковые уровнемеры;
1.4.2. Гидростатические уровнемеры;
1.4.3. Ультразвуковые уровнемеры;
1.4.4. Радарные (микроволновые) уровнемеры;
1.4.5. Емкостные уровнемеры;
1.4.6. Сигнализаторы уровня.
1.5. Анализаторы.
1.5.1. Газоанализаторы.
1.5.1.1. Термокондуктометрические газоанализаторы;
1.5.1.2. Термомагнитные газоанализаторы;
1.5.1.3. Термохимические газоанализаторы;
1.5.1.4. Электрохимические газоанализаторы;
1.5.1.5. Оптико-абсорбционные газоанализаторы;
1.5.1.6. Пламенно-ионизационные газоанализаторы;
1.5.1.7. Газовые хроматографы;
1.5.1.8. Влагомеры (гигрометры) газов.
1.5.2. Анализаторы жидкости:
1.5.2.1. Кондуктометры;
1.5.2.2. pН- метры ;
1.5.2.3. Мутномеры (нефелометры);
1.5.2.4. Плотномеры жидких сред;
1.5.2.5. Вискозиметры.
1.5.3. Спектроскопия. Промышленные спектрометры:
1.5.3.1 Спектроскопия
1.5.3.2 Спектрометры
1.5.3.3. Масс-спектрометры.
1.6 Весоизмерительная техника.
1.6.1 Весоизмерительное и дозирующее оборудование
1.6.2. Тензометрические датчики веса
1.7 Бесконтактные выключатели (сенсоры).
1.7.1 Индуктивные бесконтактные выключатели;
1.7.2 Емкостные бесконтактные выключатели;
1.7.3 Магниточувствительные бесконтактные выключатели;
1.7.4 Оптические бесконтактные выключатели.
1.8 Показывающие и регистрирующие приборы.
1.8.1 Показывающие аналоговые и цифровые приборы;
1.8.2 Одноканальные и многоканальные аналоговые и цифровые регистраторы;
1.8.3 Безбумажные регистраторы.
1.9 Функциональные устройства систем автоматизации.
1.9.1 Нормирующие преобразователи;
1.9.2. Функциональные блоки;
1.9.3 Блоки питания;
1.9.4 Барьеры искрозащиты.
1.10 Исполнительные механизмы.
1.10.1 Электрические исполнительные механизмы.
1.10.2 Электропривод с преобразователем частоты.
1.10.3 Сервопривод.
1.10.4 Шаговые двигатели и устройства управления.
1.10.5 Энкодеры
1.10.6 Пневматические исполнительные механизмы.
1.10.7 Гидравлические исполнительные механизмы.
1.11 Приборы учета энергоносителей.
1.11.1 Теплосчетчики.
1.11.2 Электросчетчики;
1.11.3 Системы учета энергоносителей (АСКУЭ).

Глава 2. Программируемые логические контроллеры (ПЛК).
2.1. Общее описание и классификация ПЛК.
2.2. Программируемые логические контроллеры
2.3. Встраиваемые системы.
2.4. Компоненты ПЛК
2.4.1 Процессорные модули ПЛК;
2.4.2 Модули ввода-вывода дискретных сигналов;
2.4.3 Модули ввода-вывода аналоговых сигналов;
2.4.4 Коммуникационные модули;
2.4.5 Модули специального назначения;
2.4.6 Устройства ввода-вывода с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».
2.5 Методика выбора ПЛК

Глава 3. Оборудование и компоненты распределенных систем управления
3.1 Основы проектирования распределенных систем управления.
3.2 Щитовое оборудование
3.2.1 Щиты и пульты
3.2.2 Низковольтная аппаратура
3.3 Промышленные компьютеры (ПК).
3.3.1 Архитектура и отличительные особенности ПК;
3.3.2 Технические характеристики ПК.
3.3.3 Стандарты шин расширения
3.3.4 Flash-диски
3.4 Панели оператора
3.5 Источники бесперебойного питания (ИБП).
3.6 Локальные микропроцессорные регуляторы.
3.6.1 Назначение и характеристики микропроцессорных регуляторов.
3.6.2 Технические характеристики микропроцессорных регуляторов.
3.7 Взрывозащита АСУ ТП

Раздел 2. Программное обеспечение распределенных систем управления.

Глава 4. Программное обеспечение ПЛК.
4.1 Языки программирования ПЛК по стандарту IEC 61131-3.
4.1.1 Язык Ladder Diagram (LD);
4.1.2 Язык Instruction List (IL);
4.1.3 Язык Structured Text (ST);
4.1.4 Язык Sequential Function Chart (SFC);
4.1.5 Язык Functional Block Diagrams (FBD)
4.2 Примеры программирования на языках IEC 61131-3.
4.3 Инструментальные системы программирования ПЛК
4.3.1 Система программирования ISaGRAF фирмы ICS Triplex ISaGRAF
4.3.2 Система программирования CoDeSys фирмы Smart Software Solution GmbH (3S)
4.3.3 Системы программирования Unity Pro фирмы Schneider Electric
4.3.4 Система программирования STEP 7 фирмы Siemens
4.3.5 Система программирования «Полигон» ООО «Промавтоматика»
4.3.6 Система программирования PXI-контроллеров LabVIEW компании National Instruments, США

Глава 5. Программное обеспечение рабочих станций.
5.1. SCADA - системы распределенных систем управления.
5.2. Методика выбора SCADA- систем различных производителей.
5.3 ОРС - стандарт взаимодействия
5.4 БД и СУБД 5.4.1 Модели баз данных
5.4.2 Клиент - серверная архитектура доступа к данным
5.4.3 Структурированный язык запросов (SQL). Управление транзакциями
5.4.4 БД и СУБД
5.4.5 Серверы баз данных.

Раздел 3. Промышленные сети распределенных систем управления

Глава 6. Промышленные сети: архитектура, оборудование, характеристики
6.1. Архитектура промышленных сетей.
6.2 Активное оборудование промышленных сетей.
6.3 Открытые промышленные сети
6.3.1 Сенсорные сети;
6.3.2 Контроллерные сети;
6.3.3 Универсальные сети;
6.3.4 Сеть Ethernet/Industrial Ethernet
6.3.5 Сети верхнего уровня;
6.4. Характеристики промышленных сетей.
6.5 Беспроводные сети систем управления

Раздел 4. Распределенные системы управления (РСУ).

Глава 7. Алгоритмическое обеспечение РСУ.
7.1 Виды обеспечений РСУ.
7.2 Алгоритмы управления. Основные понятия
7.3 Нечеткие и нейро - нечеткие системы управления
7.4 Адаптивные системы управления
7.5 Робастные системы управления
7.6 Ситуационные системы управления
7.7 Искусственные нейронные сети

Глава 8. Современные РСУ
8.1 Общие характеристики РСУ
8.2 TDC-3000 - распределенная система управления фирмы Honeywell.
8.3 Total Plant Solution (TPS) компании Honeywell.
8.4 Total Plant Alcont компании Honeywell.
8.5 Система Plant Scape фирмы Honeywell.
8.6 Система автоматизации PMD фирмы Honeywell.
8.7 Experion PKS - новая РСУ фирмы Honeywell.
8.8 ИАСУ Damatic XD и XDi фирмы Valmet Automation.
8.9 Система metsoDNA компании Metso Automation.
8.10 Система I/A Series фирмы Foxboro
8.11 Распределенная система управления Centum CS3000 компании Yokogawa
8.12 РСУ Centum CS компании Yokogawa
8.13 РСУ Centum CS1000/CS2000 компании Yokogawa
8.14 Система автоматической противоаварийной защиты Presage компании Yokogawa 8.15 Система FreeLance 2000 компании ABB
8.16 Система противоаварийной защиты ProSAFE фирмы Yokogawa
8.17 РСУ DeltaV компании Fisher Rosemount Systems
8.18 Микропроцессорная система контроля и управления МСКУ 2М АО «Импульс»
8.19 Распределенная система управления на базе ПТК «Техноконт» ГК «Текон»
8.20. Распределенная система управления «УНИКОНТ» ОАО «Униконт»

Раздел 5. Интегрированные системы управления

Глава 9. Принципы и основы интеграции систем управления
9.1 Интегрированные системы управления предприятием
9.2 Интеграция систем управления. Иерархия современных систем управления

Глава 10. ERP- и MES-системы интегрированных систем управления
10.1 Системы планирования ресурсов предприятия (ERP- системы).
10.2. Системы управления производством (MES-системы).

Заключение.

Библиографический указатель.

Приложение 1. Список сокращений, используемых в книге.

Приложение 2. Глоссарий терминов, используемых в книге.

Приложение 3. Стандарты интерфейсов, шин расширения и контроллеров.