ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

Автоматизація технологічних процесів - це перетворення неелектричних параметрів в електричні, реєстрація технологічних параметрів, передача інформації, прийняття рішення і управління станом об'єктів.

Основними параметрами технологічних процесів є температура, тиск, рівень, маса, обсяг, витрата, якість, склад і інші електричні і неелектричні величини.

Для контролю величин цих параметрів необхідно вести вимірювання безперервно. Результати вимірювань порівнюються з необхідними значеннями контрольованого параметра, а якщо є відхилення, то подається сигнал про відхилення. Відхилення можуть бути позитивними або негативними, зменшення або підвищення і так далі. За відхиленнями приймається рішення і подається сигнал на об'єкт управління. У процесі прийняття рішення можуть брати участь людина-оператор або пристрій.

Під управлінням розуміють таку організацію процесу, яка забезпечує заданий характер протікання процесу. При цьому сам процес (сукупність технічних засобів - машин, знарядь праці, тобто виконавців конкретного процесу) з точки зору управління є об'єктом управління (ОУ), а змінні, що характеризують стан процесу, називаються керованими змінними або керованими величинами.

Автоматичне управління (регулювання) - це здійснення будь-якого процесу без безпосередньої участі людини, за допомогою відповідних систем автоматики. Якщо автоматичне управління покликане забезпечити зміну (підтримка) керованої величини по заданому закону, то таке автоматичне керування називають автоматичним регулюванням.

Технічні пристрої, що виконують операції керування (регулювання), називаються автоматичними пристроями.

Сукупність засобів управління об'єктів утворює систему управління.

Систему, в якій всі робочі і керуючі операції виконують автоматичні пристрої, називають автоматичною системою.

Умовно систему автоматичного управління (САУ) мож на розділити на дві частини: регулятор і об'єкт управління (ОУ) (рис. 2.1).

Функціональна схема САУ

Мал. 2.1. Функціональна схема САУ

Об'єктами управління можуть бути технологічні установки, окремі параметри технологічного процесу, різні двигуни і т.д. Впливу, що прикладаються до регулятора для забезпечення необхідних значень керованих величин, є керуючими впливами. Керуючі впливи називають також вхідними величинами, а керовані - вихідними величинами. Таким чином, кожен технологічний процес характеризується сукупністю фізичних величин, які називаються показниками або параметрами процесу.

Величини, що характеризують стану об'єкта управління, схематично можна показати наступним чином (рис. 2.2).

Розглянемо наведені визначення та поняття на конкретному прикладі, в якості якого візьмемо систему регулювання частоти обертання електродвигуна постійного струму (рис. 2.3). Тут ОУ є електродвигун М, що характеризується частотою обертання w. Зміна величини го досягається зміною напруги? / Я , що підводиться до якоря електродвигуна. Очевидно, що величина 11 я і величина го будуть максимальними, якщо повзунок т потенциометрического реостата П виявиться в крайньому нижньому положенні. При переміщенні повзунка т в крайнє верхнє положення і я = 0 і відповідно го = 0. Таким образам, переміщаючи повзунок т від крайнього нижнього положення в крайнє верхнє, можна змінювати частоту обертання го від максимального значення до нуля. Для зручності контролю частоти обертання

Характеристики стану об'єкта управління

Мал. 2.2. Характеристики стану об'єкта управління:

G = (g p g 2 , g ' ( ) - вектор сукупності контрольованих впливів;

F = (f v f 2 , ??? вектор неконтрольованих впливів; U = (і | ( і 2 , ..., м) - вектор керуючого впливу;

Y = (г / р у 2 , ..., у т ) - вектор керованих величин;

X = (Хр х 2 , ..., xj - вектор стану об'єкта.

САУ частоти обертання електродвигуна постійного струму

Мал. 23. САУ частоти обертання електродвигуна постійного струму:

а - розімкнена система регулювання; б - замкнута система регулювання з валом електродвигуна пов'язаний вал тахогенератора BR - електричного генератора, що перетворює величину w в напругу U BR = K BR w. Вольтметр PV, включений на напругу тахогенератора U BR , градуюється в одиницях виміру частоти обертання (рад / с) або швидкості обертання валу електродвигуна (хв ' 1 ).

Представлена на рис. 2.3, а система регулювання є розімкнутої, а регулювання в ній здійснюється за розімкненим цикл) '. Разомкнутая система характеризується тим, що зміни регульованої величини не передаються на вхід системи і не змінюють значення регулюючої (керуючої) величини. Регулювання в розімкнутої системі здійснюється за участю чоло століття-оператора (Оп), який, спостерігаючи за значенням регульованої величини по реєструючого приладу, встановлює таке значення регулюючої величини, яке необхідно для забезпечення заданого режиму роботи системи. Таким чином, у розглянутій розімкнутої системі здійснюється ручне, неавтоматическое регулювання.

Для забезпечення автоматичного регулювання необхідно провести замикання системи, що досягається введенням в систему зворотного зв'язку, під якою розуміють сукупність пристроїв (в даному прикладі ланцюг П-М-ВЯ-П), що передають зміни вихідний (регульованої) величини на вхід системи. Таким чином, разомкнутая система регулювання (див. Рис. 2.3, а) перетворюється в замкнуту (див. Рис. 2.3, б). При цьому необхідно дотримуватися умова

де U ' - задає напруга, що знімається з потенціометра, в даному випадку є вхідною величиною. При зростанні моменту опору М. на валу електродвигуна, що визначається умовами роботи робочої машини РМ, частота обертання w зменшується. Це викличе зменшення величини U. iR і подальше автоматичне зростання величини Я відповідно до рівняння U A = t / - U BR і, отже, збільшення w.

Таким чином, в системі виникають умови автоматичної підтримки вихідної величини на заданому рівні, що встановлюється відповідним положенням повзунка. Очевидно, що при зменшенні значення М з і зростанні частоти обертання значення 1) я буде автоматично зменшуватися, забезпечуючи знову автоматичне регулювання w.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >