2017-12-14
1131
Любой технологический процесс характеризуется физическими величинами, называемыми показателями процесса. Для правильного протекания технологического процесса, в заданном режиме, на его показатели накладываются определенные условия, которые необходимо строго выполнять. Эти условия по своему содержанию различны в зависимости от выполняемых технологических процессов. Для одних процессов показатели должны быть строго неизменными (например: на электростанциях частота электрического тока ν = 50 Гц строго поддерживается постоянной), для других технологических процессов допускается поддержание показателей в заданных пределах (например: температура и относительная влажность поддерживаются в допустимых пределах t = 8…10 оС и W = 75…80%), для некоторых объектов автоматические показатели должны изменяться по определенно заданному процессу (например: изменение освещенности в птицефабриках для создания искусственных сумерек и рассвета обязательно должны соответствовать законам изменения естественной освещенности).
Совокупность предписаний ведущих к правильному выполнению технологического процесса в каком либо устройстве, системе или объекте называется алгоритмом (законом) функционирования системы, устройства, объекта.
Объект, устройство или совокупность устройств, осуществляющих технологический процесс и нуждающихся в специально организованных воздействиях из вне для выполнения их алгоритма функционирования, называется объектом управления (регулирования) (ОУ). Каждый объект управления должен иметь устройство, называемое регулирующим органом (РО) при изменении положения которого показатели процесса будут изменяться в заданных пределах или в заданном направлении. Регулирующим органом (РО) могут быть различные устройства (РО в электрогенераторе может служить обмотка возбуждения, в водонапорном баке – вентиль управления подачей воды, в автомобиле – руль, дроссельная заслонка).
Через управляющий орган в ОУ поступают различные воздействия, которые позволяют осуществлять заданный алгоритм функционирования.
Совокупность предписаний, определяющая характер воздействий из вне на ОУ с целью выполнения им заданного алгоритма функционирования – называется алгоритмом управления.
Процесс выполнения воздействий соответствующих алгоритму управления – называется управлением.
Управление может осуществлять человек – ручное управление или техническое устройство – автоматическое управление.
Машина или установка, оборудованная автоматическим управляющим устройством и действующая без непосредственного участия человека, называется автоматом. Создание и использование автоматов представляет собой новый этап машинного производства, который называется автоматизацией. Автоматизация, как более высокий этап машинного производства, развивается на базе механизации и электрификации сельскохозяйственного производства.
Совокупность ОУ и РО, которые взаимодействуют между собой при выполнении технологических процессов – называется автоматическая система управления (АСУ).
АС которая может стабилизировать какой-либо параметр тех процесса – это система стабилизации тех процесса. АС которые позволяют изменять регулируемые параметры по определенному закону – это системы регулирования.
Любую систему автоматического управления или регулирования можно представить в виде устройств, называемых элементами АСУ.
АСУ → ОУ + АР
В целом вся АС состоит из отдельных элементов, так называемых функциональных элементов.
В процессе работы элементы и система в целом испытывают на себе воздействие различных факторов. Под воздействием понимают влияние внешней среды на объект управления или одного элемента АСУ на другой, при выполнении технологического процесса. Различают внутренние и внешние воздействия. Внутренние воздействиями называются такие воздействия, которые передаются от одного элемента АСУ на другой, образуя последовательную цепь воздействий, обеспечивающих протекание технологического процесса с заданными показателями (параметрами). Такие воздействия называют управляющими. Внешние воздействия в свою очередь можно разделить на два вида. К первому виду относят такие, которые необходимы для нормального протекания технологического процесса – это по существу управляющие воздействия, их подают на вход системы намерено, сознательно в соответствии с алгоритмом функционирования задающими воздействиями. Ко второму виду – относят те воздействия которые поступают непосредственно на объект из внешней среды. Под внешней средой понимается все то, что не входит в рассматриваемую АСУ. Они носят случайный характер и называются возмущающими воздействиями (возмущениями).
Задающие воздействия в общем виде принято обозначать функцией x (t). Под влиянием x (t) в АСУ происходят различные количественные и качественные изменения в результате чего показатели процесса приобретают заданные (предписанные) значения или получают требуемый характер изменения.
Показатели процесса называются управляющими (регулируемыми) величинами и обозначаются как у (t). Значения управляемой величины предусматривает алгоритм функционирования, называются предписанными, а измерение (фактические) – действительное значение.
Задающее воздействие x (t) называется входными. Управляющие воздействия y (t) – выходными. Возмущающие воздействия (возмущения) обозначаются f (t) и подразделяются на основные и второстепенные.
К основным относят такие, которые оказывают наибольшее влияние на управляющие, регулируемые величины у (t).
Если влияние возмущения на управляемую величину у (t) незначительно, то их считают второстепенными.
АСУ обычно испытывают влияния и основных и второстепенных возмущений. Как правило, второстепенными возмущениями пренебрегают при анализе динамических свойств.
Для двигателя постоянного тока при неизменном токе возбуждения I возб, управляющая величина является частота вращения п вращ у (t), управляющим воздействием U як.
Основным возмущением является нагрузка на валу двигателя, а второстепенное возмущения – те возмущения, которые приводят к незначительному отклонению частоты вращения двигателя в частности изменение температуры t, напряжения питания обмотки возбуждения, сопротивление щеток и т.п.
Если в АСУ одна управляемая величина (например, управление воды в резервуаре водонапорной башни), то система называется одноконтурной. Если управляющих величин характеризующих тех процесс несколько, причем изменение одной величины влияет на другую, то система называется многоконтурной (например, зерноуборочный комбайн – скорость движения, величина хлебной массы, обороты барабана, обороты вентилятора, уровень зерна в бункере, заполненность копнителя и другое).
