Автоматизированных производств

Основные термины и определения

Разработка автоматизированных производств, отдельного автоматизированного оборудования осуществляется на базе теории автоматического управления - ТАУ.

ТАУ – это совокупность методов и специального математического аппарата, позволяющих спроектировать работоспособную промышленную систему автоматического управления (САУ), отвечающую требованиям по качеству её работы.

При описании отдельных элементов ТАУ и системы в целом применяется определенная терминология.

САУ – система автоматического управления – совокупность технических средств по управлению величиной регулируемого параметра, в которой вычислительные и логические операции осуществляются с помощью специального технического устройства - автоматического регулятора, программируемого контроллера или компьютера. Основной частью (узлом, элементом) САУ является объект управления.

Объект управления – это техническая установка, оборудование (отжимной пресс, выпарная установка, автоклав и др.) или технологическая цепь установок, физико-химических процессов (нагрев, охлаждение, хранение, смешивание и т.д.), в которой управляют (регулируют) с помощью специальных технических средств.

Технологические параметры – это физико-химические величины, характеризующие состояние технологического процесса в объекте управления. Например: температура, давление, скорость вращения и др.

Регулируемый параметр – это технологический параметр, величиной которого управляют с помощью специальных технических средств. Число регулируемых параметров, как правило, значительно меньше общего числа технологических параметров.

Параметры состояния объекта – выходные величины, объективные показатели объекта в заданный момент времени, измеряемые в определенных физических (температура, килограммы и др.) или относительных (доли, проценты, баллы и т.п.) единицах.

Управление объектом – это процесс воздействия на объект с целью достижения показателей состояния заданных значений в определенный момент времени.

Цель управления – достижение необходимого состояния объекта, заданного величинами его параметров, например, температуры при варке сырья или влажности продукта в процессе хранения. Цель управления в данный момент времени считается достигнутой, если достигнуты заданные значения параметров состояния объекта управления.

Система ручного регулирования (СРР) – это совокупность технических средств по управлению величиной регулируемого параметра, в которой вычислительные и логические операции осуществляются человеком-оператором.

Воздействия – факторы, изменяющие течение технологического процесса в объекте управления. Они могут быть возмущающие и управляющие.

Возмущающие воздействия носят случайный, трудно предсказуемый характер. Например, температура наружного воздуха, колебания напряжения в электросети и др.

Управляющие воздействия – это воздействия на объект управления, организуемые техническим устройством или человеком- оператором с целью компенсации влияния возмущающих воздействий.

Сигналы – совокупность потоков энергии или вещества, поступающих или выходящих из объекта управления, возмущающие и управляющие воздействия, а также регулируемый параметр.

По направлению различают входные и выходные сигналы объекта управления. Воздействия, возмущающие и управляющие, будут входными сигналами для объекта управления.

Регулируемый параметр в ТАУ всегда принимают за выходной сигнал объекта управления, даже если он физически никуда за пределы объекта не выходит. Например, температура в топке котла, уровень материала в бункере, напряжение на обмотках электродвигателя и др.

В ТАУ любой сложности объект изображают в виде простого прямоугольника.

Основой управле­ния является переработка информации о состоянии объекта в со­ответствии с целью управления.

Управление может осуществ­ляться человеком или специальным техни­ческим устройством.

Управление, осуществляемое без участия человека, назы­вается автоматическим, с участием человека – автоматизированным.

Уровень автоматизации производственного процесса – отношение количества автоматизированных операций N_a к общему их количеству N

α = N_a/N.

Величина уровня автоматизации зависит от типа производства. В единичном производстве она не превышает 0,2, в массовом – приближается к 0,8 и выше.