ВОПРОСЫ ГОС. Экзамена

По курсу «Автоматизация горного производства».

1. Автоматическое и автоматизированное управление технологическими процессами горных предприятий.

Автоматизация любого процесса всегда связана с управлением этим процессом с помощью воздействия определенных средств на объект управления.

Управление - это целенаправленное воздействие на объект управления с целью получения желаемого результата. Принципиально структура одного из видов управления показана на Рис.1. При любом виде управления всегда существует некоторый результат этого управления, который формируется на выходе объекта управления. Для получения этого результата на вход объекта управления подается управляющее воздействие, которое в свою очередь формируется устройством управления. Часть этого результата в виде информации возвращается обратно на устройство управления через канал обратной связи. Обратная информационная связь служит для уточнения величины управляющего воздействие при получении желаемого результата и для контроля за состоянием объекта управления. Объект управления и устройство управления подвергаются воздействию со стороны внешней среды. Это воздействие, как правило, всегда ухудшает результат управления.

Рис.1. Структура системы управления объектом.

Частным случаем управления является процесс автоматического регулирования , при котором система автоматически поддерживает на заданном уровне один или несколько параметров объекта управления или же изменяет эти параметры по заданному закону регулирования.

Функциональные структуры систем управления

Способ формирования управляющего воздействия на объект управления определяет вид управления, которое по этому признаку может быть:

 Ручным;

 Автоматическим;

 Автоматизированным.

При автоматическом управлении управляющее воздействие на объект управления производится автоматическим управляющим устройством, работающем по заданному алгоритму без всякого участия человека. В этом случае устройство управления получает информацию о результате управления и состоянии объекта управления, на основе которой по заданному алгоритму формируется величина этого воздействия. Структура управления объектом в автоматическом режиме приведена на Рис.1.

По способу формирования управляющего воздействия автоматические устройства управления бывают двух типов:  Работающие по принципу компенсации отклонения результата управления;

Работающие по принципу компенсации внешнего возмущения на объект управления. Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации отклонения результата управления Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации отклонения результата управления, представлена на Рис.3. В таких устройствах задающий сигнал сравнивается с информацией (сигналом), полученной по каналу обратной связи о результате управления или о состоянии объекта управления. В случае рассогласования этой информации элемент сравнения вырабатывает сигнал коррекции, который по заданному алгоритму воздействует пропорционально этому отклонению на источник внешней энергии с целью формирования необходимой величины и направления управляющего воздействия на объект управления. Так как информация о результате управления в виде сигнала через канал обратной связи вновь поступает на вход системы управления, то такие системы всегда замкнуты.

Рис.2. Структура системы автоматического управления, работающего по принципу компенсации отклонения результата управления.

Пример: В системе автоматического управления скоростью движения подъемного сосуда шахтной подъемной установки всегда замеряется фактическая скорость подъема. Если по какой то причине эта скорость будет больше заданной , то уменьшается возбуждение подъемного электродвигателя или производится торможение барабана подъемной машины.

Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации внешнего воздействия на объект управления, представлена на Рис. 4. В таких устройствах информация о внешнем воздействии на объект управления поступает на элемент коррекции, который по заданному алгоритму формирует сигнал управления, воздействующий на источник внешней энергии с целью формирования необходимой величины и направления управляющего воздействия на объект. Так как информация о результате управления не поступает на вход системы управления, то такие системы всегда разомкнуты.

Рис.3. Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации внешнего возмущения.

Пример: В системе автоматического поддержания температуры городской теплосети всегда замеряется температура окружающей среды. С понижением температуры наружного воздуха температура теплоносителя в этой сети пропорционально повышается для поддержания постоянной температуры в отапливаемых помещениях. И наоборот.

При автоматизированном управлении управляющее воздействие на объект Управления производится автоматическим управляющим устройством, которое работает по заданному алгоритму без участия человека до тех пор пока воздействие внешней среды на объект управления не выведет результат управления объектом за допустимые пределы, что потребует изменения заданного алгоритма управления или задающего сигнала или же непосредственного вмешательства оператора в процесс управления в ручном режиме. После выхода из аварийной ситуации в ручном режиме управления дальнейшее управление объектом снова производится в автоматическом режиме. Если же аварийная ситуация требует от оператора перехода на новый алгоритм управления или ввода в устройство управления новых уровней задающих сигналов, то после выполнения таких операций, процесс управления объектом будет вновь переводится на автоматический режим, при котором автоматическое устройство управления будет работать по скорректированному алгоритму или с новыми уровнями задающих сигналов. Структура системы управления в автоматизированном режиме представлена на Рис. 2.

Рис.2. Структура системы управления объектом.в автоматизированном режиме.

Примером управления объектом.в автоматизированном режиме является система управления шахтным подъемом. В этой системе сигнал на начало подъема клети всегда дает машинист подъемной машины (оператор подъема). После чего подъемная машина управляется автоматически вплоть до команды оператора на ее останов на нужном горизонте. В процессе подъема автоматически контролируются все параметра этой системы.