Виды автоматических систем управления
Технические устройства – это технологическое оборудование, технические системы, аппаратура, приборы, их составные части и узлы, использующиеся на производственных объектах.
Системы автоматического управления и регулирования классифицируются по следующим признакам:
- Назначение. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на стабилизирующие, следящие и программные. В стабилизирующих системах алгоритм функционирования содержит предписание поддерживать регулируемую величину на постоянном заданном значении. В алгоритме функционирования программной системы содержится предписание изменения регулируемой величины в соответствии с заданной заранее функцией. В следящей системе алгоритм функционирования содержит предписание изменять регулируемую величину в зависимости от неизвестной величины на входе.
- Количество контуров. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на одноконтурные и многоконтурные.
- Количество регулируемых величин. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на одномерные - с одной регулируемой величиной и многомерные - с несколькими регулируемыми величинами. Многомерные системы подразделяются на системы связанного и несвязанного регулирования. В первых регуляторы не связаны непосредственно и могут функционировать только через общий для них объект управления. В связанных системах регуляторы различных параметров одного и того объекта связаны вне его.
- Функциональное назначение. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на системы температуры, давления, напряжения, расхода уровня и т. п.
- Характер используемых для управления сигналов. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на нелинейные и линейные, для которых справедлив принцип суперпозиции. Каждый из этих видов систем подразделяется на четыре класса: стационарные с сосредоточенными параметрами, нестационарные с сосредоточенными параметрами, стационарные с сосредоточенными и распределенными параметрами, нестационарные с распределенными и сосредоточенными параметрами.
- Вид энергии, используемый для управления. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на механические, пневматические, электрические, гидравлические и т. п.
- Принцип регулирования. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на системы регулирования по возмущению и отклонению. Большинство современных систем построено по принципу обратной связи, то есть по отклонению. Системы по возмущению используются только в том случае, когда имеется возможность измерения возмущающего воздействия.
- Поведение в статическом режиме. Согласно данному признаку автоматические системы делятся на статические, у которых имеется однозначная зависимость между входными и выходными воздействиями и астатические, у которых такая зависимость отсутствует.
Особенности автоматического управления техническими устройствами и технологическими объектами
Системы управления современными техническими устройствами и технологическими процессами характеризуются большим количеством технологических параметров, которое может достигать нескольких тысяч. Чтобы поддерживать требуемый режим работы, а в конечном итоге качество готовой продукции, все величины должны поддерживаться на необходимом уровне или изменяться согласно определенному закону (алгоритму). Физические величины, определяющие ход технологического процесса - параметры технологического процесса. Такими параметрами могут являться давление, температура, напряжение, расход и т. п.
Регулируемый параметр – это параметр технологического процесса, который необходимо поддерживать на требуемом уровне или изменять согласно определенному алгоритму.
Значение регулируемой величины, которое рассматривается в данный момент времени, называется мгновенным значением. Значение регулируемой величины, которое было получено в рассматриваемый момент времени на основании данных измерительного прибора, называется измеренным значением. Например, допустим, что необходимо поддерживать температуру в сушильном шкафу на заданном уровне. Оператор, в зависимости от показаний термометра выключает или включает нагревательный элемент при помощи рубильника. На основе такого примера можно ввести следующие определения, касаемо управления технологическим процессом или техническим устройством:
- Объект управления, представляющий собой устройство, режим работы которого должен поддерживаться организованными управляющими воздействиями.
- Управление - формирование управляющих воздействий, которые обеспечивают требуемый режим работы объекта управления.
- Регулирование - вид управления, при котором необходимое течение процесса достигается посредством стабилизации физических величин относительно заданных значений.
- Автоматическое управление - управление, осуществляемое без непосредственного участия человека.
- Входное воздействие - подается на вход системы.
- Выходное воздействие - выдается на выходе системы или устройства.
- Внешнее воздействие - воздействие внешней среды на систему.
