Типы автоматических систем

Автоматические системы подразделяются на три основных типа:

•       системы автоматического контроля;

•      системы автоматического управления;

. системы автоматического регулирования.

Система автоматического контроля (САК) осуществляет авто­матический сбор, обработку, анализ и представление оператору в удобном для него виде информации о параметрах технологиче­ского процесса.

Особенность этой системы заключается в том, что она не про­изводит никакого воздействия на технологический процесс. Ее задача — дать оператору объективную картину о протекании про­цесса и привлечь его внимание в случае выхода технологических параметров за допустимые пределы.

Наряду с контролем параметров самого процесса система кон­троля часто производит диагностический контроль параметров технологического оборудования.

Результаты контроля параметров технологического процесса и оборудования обычно поступают в ЭВМ для регистрации, а при выходе параметров за заданные пределы — выводятся на экран ЭВМ, а нередко — на специальные световые табло и в виде зву­ковых сигналов.

Например, при реализации алгоритма наполнения резервуа­ров (см. подразд. 2.2.3) система автоматического контроля может определять и сообщать оператору уровень жидкости в резервуаре, ее температуру, расход жидкости (если она отводится из резерву-

47

аров для каких-то целей) и другие параметры, причем для каж­дого резервуара в отдельности.

Одновременно система контроля может следить за исправнос­тью оборудования, например за наличием жидкости в трубопро­воде, через который происходит наполнение резервуаров, ее дав­лением и температурой.

Если давление в трубопроводе или уровень жидкости в резер­вуаре превысит предельно допустимое значение, то возможна ава­рия, поэтому система контроля предупреждает оператора о при­ближении параметра к опасному пределу.

Система автоматического управления (САУ) на основе инфор­мации о параметрах технологического процесса осуществляет ав­томатическое воздействие на технологическое оборудование с целью поддержания заданного хода и режимов технологического процесса.

Эта система обеспечивает протекание технологического про­цесса так, как это необходимо для достижения поставленной цели. Именно цель технологического процесса определяет алгоритм ра­боты САУ. Если в какой-то момент выясняется, что для достиже­ния цели алгоритм по каким-то причинам надо изменить, это изменение должно быть реализовано системой управления. Сле­довательно, система должна быть достаточно гибкой и следить за тем, не появились ли какие-то причины для изменения алгорит­ма. Рассмотрим это на примере тех же резервуаров, за состоянием которых следит система контроля.

Основной алгоритм заполнения резервуаров был приведен в подразд. 2.2.3. Что будет происходить после заполнения всех резер­вуаров? Уровень жидкости и другие параметры во всех резервуа­рах будут соответствовать заданным значениям, т. е. цель, постав­ленная в алгоритме, будет достигнута. Но если жидкость отводит­ся из резервуаров, ее уровень будет изменяться. За этим следит система контроля.

Предположим, что система контроля сообщила оператору о падении уровня жидкости в резервуаре № 3. Это означает, что от датчика уровня жидкости резервуара № 3 поступил сигнал с ин­формацией о пониженном уровне жидкости. Какие действия дол­жны быть предприняты? Если целью является полное заполнение резервуаров, то нужно подвести шланг к резервуару № 3, открыть вентиль, подождать появления сигнала о заполнении резервуара, после чего закрыть вентиль. Такие действия есть в алгоритме, и они должны быть выполнены применительно к резервуару № 3.

Таким образом, система автоматического управления должна отреагировать на сигнал, поступивший из системы автоматиче­ского контроля, и выполнить ту часть алгоритма, которая в сло­жившейся ситуации приведет к достижению цели. Без системы контроля система управления работать не может, т. е. она может в

48

начальной стадии выполнить алгоритм целиком и достичь цели, но для постоянного поддержания требуемых параметров техноло­гического процесса она всегда должна быть в контакте с АСК.

Система автоматического регулирования (САР) осуществляет автоматическое поддержание заданного значения контролируемого параметра технологического процесса или его изменение по за­данному закону.

Эту систему можно рассматривать как совокупность микросис­темы контроля и микросистемы управления, работающих только с одним параметром. Часто такое совмещение может быть доста­точно просто реализовано технически, что и привело к широкому распространению САР.

Пример системы автоматического регулирования температу­ры — электрический утюг. Повернув ручку установки температу­ры в положение, соответствующее типу ткани, вы задаете темпе­ратуру, которую система регулирования автоматически поддер­живает в течение всего времени глажения. Аналогичная система может использоваться для поддержания заданной температуры жидкости в резервуарах и трубопроводе, хотя практическая реа­лизация ее в производственных условиях немного иная.

Пример системы автоматического регулирования уровня жид­кости — устройство наполнения смывного бачка в туалете. Как только уровень воды в бачке понижается, открывается клапан и бачок заполняется водой; после достижения требуемого уровня клапан закрывается. Аналогичная система может использоваться и для регулирования уровня жидкости в резервуарах в производ­ственных условиях.

Особенностью САР является ее полная автономность: как бы ни развивались события в технологическом процессе, контроли­руемый системой параметр будет всегда иметь заданное значение или изменяться по заданному закону (в последнем случае система будет более сложной).

Практически при автоматизации технологических процессов используются комбинированные автоматические системы, вклю­чающие в себя системы всех трех рассмотренных типов.