prva strana

 SADRŽAJ

 1 OPSTA RAZMATRANJA 1

1.1 OPSTI POJMOVI NAUKE O SISTEMIMA I UPRAVLJANJU 1

1.1.1 Sistemi i povratna sprega 3

1.1.2 Priroda i teorija upravljanja 6

1.1.3 Uloga izucavanja sistema automatskog upravljanja 7

1.2 OD KONVENCIONALNOG DO AUTONOMNOG UPRAVLJANJA

- RAZVOJ SISTEMA UPRAVLJANJA KROZ ISTORIJU 8

1.3 INDUSTRIJSKI SISTEMI I TEORIJA UPRAVLJANJA 17

2 TEORIJSKE OSNOVE DIGITALNIH SIGNALA I SISTEMA 25

2.1 DIGITALNI SIGNALI I SISTEMI 27

2.2 SIGNALI U ANALIZI DINAMICKIH SISTEMA 34

2.2.1 Furijeov (Fourier) red 36

2.2.2 Furijeova transformacija 37

2.2.3 Laplasova (Laplace) transformacija 38

2.2.4 Diskretna Furijeova transformacija 39

2.2.5 Kompleksni lik i frekvencijske karakteristike povorke odbiraka 39

2.2.6 Z - transformacija 43

2.2.7 Racun pomocu operatora pomaka 45

2.3 TEOREMA ODABIRANJA I REKONSTRUKCIJA ANALOGNOG

SIGNALA 46

2.4 FUNKCIJA DISKRETNOG PRENOSA 49

2.4.1 Algebra funkcija diskretnog prenosa 51

2.4.2 Lokacija polova sistema u Z- ravni.

Preslikavanja iz S- u Z- ravan. 52

2.4.3 Frekvencijske karakteristike digitalnog sistema 57

2.5 STABILNOST DIGITALNOG SISTEMA 60

2.6 DZURIJEV (JURY) KRITERIJUM STABILNOSTI 64

2.7 ROBUSNA STABILNOST 66

3 SISTEMI MERENJA I UPRAVLJANJA - OSNOVNE

FUNKCIONALNE I TEHNICKE KARAKTERISTIKE 75

3.1 STATICKE I DINAMICKE KARAKTERISTIKE DINAMICKIH

ELEMENATA I SISTEMA 79

3.1.1 Staticke karakteristike. Parametri staticke karakteristike. 82

3.1.2 Dinamicke karakteristike 88

3.2 PERFORMANSE SISTEMA SA ZATVORENOM POVRATNOM

SPREGOM 97

3.2.1 Uticaj povratne sprege na performanse sistema merenja i upravljanja 98

3.2.2 Opsti uslovi sinteze sistema sa zatvorenom povratnom spregom 100

3.2.3 Funkcije osetljivosti 102

3.2.4 Indeksi performanse 104

3.2.5 Tehnicki uslovi za konture sa dvopozicionim regulatorima 107

3.3 TEHNICKE KARAKTERISTIKE UREDAJA I SISTEMA KADA

CINE FUNKCIONALNI LANAC 107

3.3.1 Komunikacije u sistemima merenja i upravljanja 108

3.3.2 Opsti funkcionalno - tehnicki uslovi za izbor i projektovanje

elemenata sistema merenja i upravljanja 111

3.3.3 Radni uslovi i ostale tehnicke karakteristike 115

4 MODELIRANJE I IDENTIFIKACIJA ELEMENATA I SISTEMA

UPRAVLJANJA 119

4.1 TEHNICKO-TEHNOLOSKI PROCESI I OSNOVNI PRINCIPI

MODELIRANJA 122

4.1.1 Linearizacija modela 125

4.1.2 Promenljive stanja 129

4.1.3 Model u prostoru stanja i funkcija prenosa 131

4.1.4 Redukcija reda modela dinamickog sistema 133

4.1.5 Nepreciznosti modeliranja 136

4.1.6 Diskretni modeli 137

4.1.7 Druge mogucnosti modeliranja 140

4.2 IZBOR MODELA U ANALIZI DINAMICKOG SISTEMA 141

4.2.1 Kontrolabilnost i opservabilnost 142

4.2.2 Sistemi minimalne i neminimalne faze 144

4.3 IDENTIFIKACIJA 146

4.3.1 Osnovne strukture diskretnih modela u identifikaciji procesa 150

4.3.2 Princip najmanjih kvadrata 154

4.3.3 Metoda odskocne ispitne funkcije 156

4.3.4 Identifikacija metodom impulsne i harmonijske funkcije 159

4.3.5 Izbor metode eksperimentalnog modeliranja 160

5. MERNI PRETVARACI I SENZORI 163

5.1 UVOD - METRICKI SISTEM 163

5.2 MERNI SISTEM 163

5.2.1 Uloga mernog uredaja u sistemu 165

5.2.2 Karakteristike mernih pretvaraca 167

5.2.3 Kako odabrati pretvarac? 171

5.3 MERENJE SILE I NAPREZANJA 175

5.3.1 Merne trake 175

5.3.2 Merenje velikih sila na bazi magnetostrikcionog efekta 181

5.4 MERENJE POMERANJA 185

5.4.2 Merenje ubrzanja 195

5.5 MERENJE PRITISKA 205

5.5.1 Elasticni pretvaraci pritiska 207

5.6 MERENJE BRZINE I PROTOKA FLUIDA 216

5.6.1 Merenje protoka pomocu razlike pritisaka 218

5.6.2 Volumetrijski protokometri 225

5.6.3 Elektronski protokomeri 228

5.7 TERMOMETRIJA 236

5.7.1 Termometri na bazi termickog zapreminskog sirenja 236

5.7.2 Termometri sa tecnostima 237

5.7.3 Manometarski termometri 239

5.7.4 Bimetalni termometri 239

5.7.5 Otporni termometri (RTDs - Resistance temperature detectors

and Thermistors) 240

5.7.6 Termoparovi 255

5.7.7 Radijacioni termometri 264

6 AKTUATORI I IZVRSNI ORGANI 275

6.1 REGULACIONI VENTIL 278

6.2 ELEKTRICNI MOTORI 281

6.2.1 Motori jednosmerne struje 281

6.2.2 Motori naizmenicne struje 286

6.2.3 Koracni (step) motori 290

7 ALGORITMI UPRAVLJANJA 297

7.1 RELEJNI ALGORITMI UPRAVLJANJA 302

7.2 KONTINUALNI I DISKRETNI ALGORITMI UPRAVLJANJA 305

7.3 OPSTI LINEARNI KONTROLER I OSNOVNI PRINCIPI

SINTEZE 309

7.3.1 Princip unutrasnjeg modela i projektovanje stacionarnog stanja 310

7.3.2 Metoda podesavanja polova 312

7.3.3 Metoda geometrijskog mesta korena (GMK) 316

7.3.4 Frekvencijske metode sinteze 318

7.4 PID ZAKONI UPRAVLJANJA 322

7.4.1 Digitalni PID algoritmi upravljanja 326

7.4.2 Parametarska sinteza i podesavanje PID algoritama 330

7.4.3 Upravljanje sistemima sa velikim transportnim kasnjenjem 338

7.4.4 Osnovne pridruzene funkcije PID kontrolera 342

7.4.5 Racunarska implementacija digitalnog algoritma 347

7.5 IZBOR PERIODE ODABIRANJA 352

7.6 ALGORITMI UPRAVLJANJA ZASNOVANI NA PRIMENI

FAZI LOGIKE 355

7.6.1 Uvod. Fazi skupovi 355

7.6.2 Operacije nad fazi skupovima 357

7.6.3 Implementacija fazi kontrolera 359

8 DIGITALNI RACUNARI U SISTEMIMA AUTOMATSKOG UPRAVLJANJA 365

8.1 UVOD 365

8.2 OSNOVI ARHITEKTURE (MIKRO)RACUNARA 366

8.2.1 Arhitektura CPU 366

8.2.2 Osnovni hardverski elementi racunarskog sistema 370

8.2.3 Operativni sistem racunara 376

8.2.4 Mehanizam prekida (Interrupts) 377

8.3 POVEZIVANJE SA PERIFERIJSKIM UREDAJIMA 380

8.3.1 Paralelna veza i serijska veza. Sinhroni i asinhroni prenos podataka.
380

8.3.2 Simpleks - Dupleks 384

8.3.3 Standardi za serijsku komunikaciju. RS-232C. RS-485 384

8.4 SPREGA RACUNARA SA PROCESOM 387

8.4.1 Analogno-digitalna (A/D) konverzija. 387

8.4.2 D/A konverzija 390

8.4.3 Povezivanje sa digitalnim ulazima 391

8.4.4 Digitalni izlazi 391

9 OSNOVNI POJMOVI O SISTEMIMA ZA RAD U REALNOM

VREMENU 393

9.1 UVOD. 393

9.2 PROCESI I OPERATIVNI SISTEM. JEDNOPROCESNI I

VISEPROCESNI SISTEMI. JEZGRO OPERATIVNOG

SISTEMA 395

9.3 RASPOREDIVANJE PROCESA (TASK SCHEDULING).

PROMENA KONTEKSTA (CONTEXT SWITCHING). 396

9.4 RASPOREDIVANJE PROCESA KOD REAL-TIME

APLIKACIJA 398

9.5 MODEL UPRAVLJACKOG BLOKA PROCESA

(TASK-CONTROL BLOCK MODEL) 401

9.6 INTERPROCESNA KOMUNIKACIJA I SINHRONIZACIJA 402

9.6.1 Uvod 402

9.6.2 Razmena podataka i sinhronizacija procesa pomocu datoteka 403

9.6.3 Globalne promenljive i segmenti deljene memorije 404

9.6.4 Druge metode razmene podataka i izmedu procesa.

Cevovodi (Pipes). FIFO. Socketi. 405

9.6.5 Kriticni regioni. Sinhronizacija procesa pomocu semafora 405

10 SEKVENCIJALNO UPRAVLJANJE. PROGRAMABILNI

LOGICKI KONTROLERI 407

10.1 UVOD. 407

10.2 MODELOVANJE SEKVENCIJALNIH SISTEMA. KONACNE

MASINE STANJA - SEKVENCIJALNI KONACNI AUTOMATI. 410

10.3 IMPLEMENTACIJA INDUSTRIJSKIH SISTEMA SEKVENCIJALNOG UPRAVLJANJA.
RELEJNO UPRAVLJANJE 419

10.4 OSNOVNI PRINCIPI FUNKCIONISANJA PROGRAMABILNIH

LOGICKIH KONTROLERA 426

10.4.1 Osnovni elementi programabilnih logickih kontrolera 426

10.4.2 Funkcionisanje programbilnih logickih kontrolera. Pojam "sken"
ciklusa 431

10.4.3 Pregled razlicitih formi programabilnih logickih kontrolera 438

10.5 PROGRAMIRANJE PROGRAMABILNIH LOGICKIH

KONTROLERA 441

10.5.1 Uvod 441

10.5.2 IEC 61131-3 standard 442

10.6 PROGRAMIRANJE PLC-OVA POMOCU LESTVICASTIH

DIJAGRAMA 450

10.6.1 Osnovne ulazne i izlazne instrukcije. Redosled operacija 450

10.6.2 Brojaci 455

10.6.3 Tajmeri 458

10.6.4 Instrukcije koje se izvrsavaju samo jednom (one-shots) 459

10.6.5 Preuzimanje i premestanje podataka 460

10.6.6 Lestvicasti dijagrami i matematicke operacije 461

10.7 AKTUELNI TRENDOVI RAZVOJA PLC SISTEMA.

PROGRAMABILNI KONTROLERI AUTOMATIZACIJE (PAC - PROGRAMMABLE AUTOMATION
CONTROLLERS) 461

11 SCADA SISTEMI 465

11.1 DEFINICIJA SCADA SISTEMA 465

11.2 OSNOVNI ELEMENTI SCADA SISTEMA 465

11.3 ISTORIJAT RAZVOJA I GENERACIJSKA PODELA SCADA

SISTEMA 468

11.3.1 Centralizovani SCADA sistemi 468

11.3.2 Distribuirani SCADA sistemi 469

11.3.3 Umrezeni SCADA sistemi 470

11.4 FUNKCIJE DALJINSKIH STANICA (RTU - REMOTE

TERMINAL UNITS) 470

11.4.1 Osnovne RTU funkcije 470

11.4.2 Hardverska implementacija daljinskih stanica 473

11.4.3 Napredne funkcije daljinskih stanica 476

11.5 KOMUNIKACIJA DALJINSKIH STANICA SA NADREDENIM

SISTEMOM 476

11.6 FUNKCIJE CENTRALNE STANICE 479

11.6.1 Pregled funkcija centralne stanice 479

11.6.2 Procesna baza podataka SCADA sistema. Tipovi velicina u

SCADA sistemu. 480

11.7 PROCEDURE NADZORNOG UPRAVLJANJA 487

11.8 DA LI JE ZATVARANJE POVRATNE SPREGE KROZ SCADA

SISTEM (SLANJE "UPRAVLJACKOG SIGNALA" UMESTO

POSTAVNE VREDNOSTI) DOBRA IDEJA? 489

11.9 KORISNICKI INTERFEJS SCADA SISTEMA 490

11.10 PROBLEMI POUZDANOSTI I BEZBEDNOSTI SCADA

SISTEMA 494

11.10.1 Uvod 494

11.10.2 Bezbednosni principi SCADA sistema 495

11.10.3 Zablude o bezbednosti SCADA sistema 495

11.10.4 Zastitini mehanizmi SCADA sistema 497

11.10.5 Ocuvanje bezbednosti SCADA sistema 500

11.10.6 Validnost i zastita podataka u SCADA sistemu 501

11.11 KAKO IZABRATI KOMPONENTE SCADA SISTEMA? 502

12. PRINCIPI FORMALNOG PROJEKTOVANJA 507

12.1. FUNKCIONALNO TEHNOLOSKE SEME 508

12.2. PROJEKTNE PODLOGE I ORGANIZACIJA

PROJEKTA 516