Основные понятия и терминология

Автоматизация - это внедрение в производство технических средств, позволяющих освободить частично или полностью человека от непосредственного участия в управлении.

Курс технические средства автоматизации изучает эти технические средства, их совокупность и взаимодействие между собой.

Автоматика - отрасль науки и техники, разрабатывающая теорию и методы автоматизации процессов.

Управление - (в автоматике) это любое воздействие на процесс с целью получения желаемого эффекта.

Три составляющие части управления:

- контроль за процессом;

- анализ информации и принятие решения;

- воздействие на процесс (исполнение).

Функции автоматики:

- управление (регулирование);

- контроль;

- сигнализация;

- блокировка;

- защита.

Регулирование - это поддержание параметра относительно заданных значений (стабилизация параметра) или изменение его по определенному закону. Регулирование частный случай управления. Стабилизация частный случай регулирования.

Контроль - это наблюдение за технологическими параметрами (с целью обеспечения правильного протекания технологического процесса).

Сигнализация – это оповещение о состоянии производственного процесса с целью исключения брака и обеспечения безаварийности работы оборудования.

Защита - отключение технологического оборудования и включение аварийных устройств в случае возникновения внештатных ситуаций в производстве.

Блокировка – обеспечение протекания технологического процесса, безаварийности работы оборудования и исключения травматизма в случае каких-либо нарушений в производстве.

Технологический процесс, на который направлено управление, осуществляется при помощи аппаратов, машин, установок, трубопроводов и другого оборудования, которые носят название объектов управления (ОУ).

Технологический процесс характеризуется входными, выходными и возмущающими параметрами.

f

x_вх x_звых

ОУ

Входные параметры - параметры, изменением которых можно влиять на выходные (изменение расхода, энергии, концентрацией компонента).

Выходные параметры - параметры, которые наиболее полно характеризуют интенсивность протекания процесса.

Возмущающие параметры - параметры, изменение которых приводит к отклонению выходных параметров от заданных значений.

Совокупность технических средств, используемых для управления, и персонал, принимающий в нем непосредственное участие, образуют совместно с объектом систему управления (СУ).

Автоматизированная СУ (АСУ) включает автоматические устройства, позволяющие частично освободить человека от функций управления.

Автоматическая СУ (САУ) состоит только из ОУ и технических средств автоматизации (где человек лишь следит за состоянием последних).

Рассмотрим примеры регулирования уровня.

Человек + емкость – система ручного регулирования:

Емкость – объект регулирования (управляемая система)

Человек – регулирующая (управляющая) система – регулятор:

1) техническое задание (регламент) - задатчик (З);

2) глаза – датчик (преобразователь П);

3) мозг: – а) элемент сравнения (ЭС),

б) устройство выработки управляющего сигнала (УВУС);

4) рука – исполнительный механизм

(ИМ);

5) ладонь – регулирующий орган (РО).

После замены человека техническими средствами управления функциональная схема автоматического регулирования уровня будет выглядеть следующим образом:

x_вх x_звых

Регулирующ

Д

ее

устройство (бло к)

Исполнительное

ИМ

устройство

При технической реализации элементов систем регулирования З, ЭС и УВСУ, как правило, конструктивно выполнены едино и образуют регулирующий (управляющий) блок (устройство) (РБ). Часто совместно выполняются также ИМ и РО, образуя исполнительное устройство (ИУ). Система регулирования в простом (классическом) виде, содержит следующие основные элементы: ОУ, Д, РБ и ИУ.

Простейшая САР содержит два основных элемента ОУ и регулятор, который образуют П, РБ и ИУ. Применительно к системе управления, т.е. в общем случае техническая СУ состоит из управляемой и управляющей систем.

Основные технические средства электроавтоматики:

- преобразователи (датчики);

- управляющие устройства:

- цифровые управляющие машины, микропроцессоры и микроконтроллеры;

- автоматические регуляторы;

- электроконтактные схемы управления, логические схемы управления, выполненные на элементах пневмоники и электроники;

- исполнительные устройства, исполнительные механизмы, регулирующие органы.

Основные элементы электроавтоматики:

- суммирующие, множительные и делительные устройства;

- усилительные устройства;

- корректирующие устройства;

- переключающие устройства;

- реле устройства.

Электроавтоматика - раздел автоматики, изучающий совокупность объекта управления и электрических систем управления, взаимодействующих между собой.

Схемы электро- и пневмоавтоматики:

1) принципиальная – когда на схеме показываются все элементы системы или устройства и связи между ними;

2) функциональные – когда вся система или устройство разбивается на простейшие элементы по роду выполняемых функций (элементы изображаются в виде прямоугольников, внутри которых записываются их функциональное назначение, а связи между ними показываются линиями;

3) структурные – когда система или устройство разбиваются по динамическому признаку и состоит из динамических звеньев, узлов суммирования и разветвления (звенья изображаются в виде прямоугольников, внутри которых записывается их передаточная функция, а связи показываются линиями со стрелками).