Контрольні запитання до розділу 1

1. Дайте визначення термінів «автоматика», автоматизація виробництва, "управління процесом", алгоритм управління та «об’єкт управління».

2. Що таке «параметр процесу» та «регульована змінна»?

3. Охарактеризуйте основні операції та етапи процесу управління.

4. Назвіть основні особливості автоматизації технологічних процесів

харчових виробництв.

5. Наведіть класифікацію процесів управління в залежності від участі людини в

управлінні.

6. Наведіть та дайте визначення основних термінів: автоматичні та автоматизовані системи, автоматизовані системи управління технологічними процесами, автоматизовані системи управління підприємством, критерій управління.

7. Призначення локальних систем автоматизації та їх види.

8. Що таке функціональна та алгоритмічна схеми АСУ?

9. Які основні правила побудови ФСА?

Розділ 2 автоматичні системи регулювання

2.1. Загальні положення та визначення

Автоматичні системи регулювання (АСР) найбільш поширені в управлінні

технологічними процесами, являють собою локальні системи і входять, як правило, в склад АСУ ТП. Призначення АСР полягає в підтримуванні заданих значень фізичних параметрів, які характеризують протікання технологічного процесу.

В узагальненому вигляді АСР являє собою сукупність об’єкта регулювання (ОР) та автоматичного регулятора (АР) і має вигляд (рис.2.1):

Рис. 2.1 Загальна структурна схема АСР

Автоматичний регулятор (АР) – це комплекс технічний засобів, приєднаних до ОР, які забезпечують підтримування заданого значення технологічного параметру.

Фізичний параметр, який під час процесу необхідно підтримувати незмінним Хвих називається регульованою змінною (це можуть бути: тиск, температура, витрати і т.п.).

Заданий сигнал (задане значення) Хзд – це дія на АСР, яка визначає необхідний закон регулювання регульованої змінної Хвих.

Під час роботи об’єкта на нього діє велика кількість зовнішніх факторів (збурень Z1…Zi ), які призводять до небажаних змін у об’єкті. Наприклад, зміна навантаження апарата, коливання напруги в мережі живлення, зміна температури навколишнього середовища і т.п.. АР забезпечує задане значення регульованої змінної Хвих, виробляючи сигнал управляючої (регулюючої) дії Ур, який діє на об’єкт ОР з метою ліквідації дії збурень. Якщо дійсне значення регулювальної змінної Хвих не дорівнює необхідному заданому значенню Xзд, то їх різниця (непогодження) ∆X=Xзд-Хвих становить помилку регулювання.

Таким чином стан ОР визначається: збурюючими діями Zi, регулюючою дією Up, необхідним значенням фізичного параметру Xзд, які є вхідними сигналами ОР, та фактичним значенням регульованої змінної Хвих, що є вихідним сигналом об’єкта регулювання.

2.2. КЛАСИФІКАЦІЯ АСР

АСР класифікують по різним признакам, що наведені нижче.

■ По призначенню (тобто, характеру зміни завдання) розрізняють наступні АСР: стабілізуючі, програмні та слідкуючі.

Стабілізуюча АСР - це система, алгоритм функціонування якої вміщує задачу підтримування регульованої величин на постійному рівні (Хвих =const).

Програмна АСР – алгоритм функціонування містить задачу зміни

регульованої змінної у відповідності з заздалегідь заданою функцією (Хвих змінюється програмою, наприклад, як функція від часу).

Слідкуюча АСР – алгоритм функціонування містить задачу зміни

регульованої величини в залежності від заздалегідь невідомої величини на вході в АСР (Хвих змінюється довільно).

■ За кількістю контурів АСР ділять на:

одноконтурні – вміщують один контур регулювання, один зворотній зв’язок по регульованій змінній;

багатоконтурні – вміщують декілька контурів регулювання, декілька зворотних зв’язків по декількох параметрах. Наприклад, по параметру, по швидкості та по прискоренню його зміни.

■ По числу регульованих величин розрізняють АСР:

одномірні - системи з однією регульованою змінною;

багатомірні - з декількома регульованими величинами.

В свою чергу багатомірні розділяють на АСР:

- незв’язаного регулювання, в яких регулятори безпосередньо не зв’язані між собою і можуть взаємодіяти тільки через загальний для них об’єкт управління;

- зв’язаного регулювання, в яких регулятори різних параметрів одного і того ж технологічного процесу ( ОР ) зв’язані між собою поза об’єктом регулювання.

■ По функціональному призначенню АСР ділять на: АСР температури, тиску, витрати, рівня і т.д.

■ По характеру сигналів, що використовуються для управління АСР ділять на:

- безперервні;

- дискретні (релейні, імпульсні, цифрові).

■ По характеру математичних співвідношень АСР ділять на:

- лінійні, для яких є справедливим принцип суперпозиції (накладання), суть якого в тому, що, якщо на вхід ОР подається декілька керуючих дій, то загальна реакція ОР дорівнює сумі реакцій ОР на кожну керуючу дію окремо;

- нелінійні, для яких не є справедливим принцип суперпозиції.

■ По виду використаної для регулювання енергії АСР ділять на:

- пневматичні; - гідравлічні; - механічні; - електричні.

■ По наявності внутрішнього джерела енергії АСР ділять на:

- прямої дії (використовується енергія регульованої змінної);

- непрямої дії (з допоміжним джерелом енергії).