ААА
Автоматты басқару объектілері. Металлургиялық процестері күрделі процес саналады, сондықтанда оларды бір қатар элементарлы буындарына бөлу керек-қарапайым объектілеріне. Мысалы, пештегі металдын температурасы отынды жағу арқылы реттеуге болады, кеністік пен уақыт бойынша тізбектелініп қосылып әсер беретін аэродинамика процестерінен (отын мен ауанын беру және араластыруынан), жанудын химиялық реациясынан , жылуалмастырудан (сәулелену, конвекция және жылуөткізгіштігінен) тәуелді. Сондықтанда күрделі объектілер бірқатар тізбектелінген немесе параллельді жалғанған элементарлы буындарынын жүйелері ретінде келтіруге болады. Мүндай күрделі объектілерін қарапайым элементарлы буындарына бөлу, олардын физикалық және динамикалық қасиеттері бойынша дәл түспеуі болуы мүмкін. Металдын температурасын реттеу жағдайында объектіні бір тұтас динамикалық жүйе ретінде қабылдауға болады: кіру шамасы-отын шығыны, ал шығу-металдын температурасы болатын, немесе екі тізбектелініп жалғанған буындары ретінде: бірінші буыннын кіру шамасы отын шығыны, ал шығу-пештін жұмыс кеністігінін температурасы, екінші буыннын кіру шамасы- пештін жұмыс кеністігінін температурасы, ал шығу шамасы-металдын температурасы. Бақылау объектісінін реттеуінін және физикалық, динамикалық құрылымынын күрделігі туралы дұрыс түсінігі болса, жүйенін тиімді автоматты бақылау жүйесін жасауына қажетті жағдайы болып табылады.
Екінші металлургиялық процестерінін ерекшелігі-физикалық күрделігі мен процестердін (қорыту және металдардын өндеу процестері) көпфакторлығы, металлургиялық агрегеттарын көпбайланысты объетілеріне әкелетін. Осы объектілерінін жұмыс істеу жағдайы бір қатар кіру және шығу шамаларымен іске асырылады. Мысалы, пешке берілетін ауа шығынынын өзгеруі, пештегі температураны,пештінкеністігін толтыратын газ құрамын және қысымын бірдей өзгертуіне әкеледі. Металлургиялық объектілерін көбісі үлестіру параметрлері бар жүйелеріне жатады немесе физикалық қасиеттері кеністікте таратылып және х,у,z координаталарынын функциялары болатын.
Автоматтандырылған басқару жүйелерін бағдарламалы ұйымдастыру және техникалық қамтамасыз ету. Автоматтық басқару (Автоматическое управление; automatic control) — объектіні адамның қатысуынсыз, автоматты түрде басқару Автоматтық басқару — қандай да бір объектіні (машинаны, приборды, жүйені, процесті) берілген алгоритмге сәйкес адамның тікелей қатысуынсыз басқару. АВТОМАТТЫ БАСҚАРУ еңбек өнімділігін, басқарудың сапалылығы мен дәлдігін арттыру үшін, қолайсыз жерлердегі немесе денсаулыққа залалды жұмыстарды адамның қатысуынсыз атқару мақсатында қолданылады. Басқару мақсаты басқарылатын объектінің реттелу шамасының уақыт бойынша өзгеруімен тікелей байланысты. Басқару мақсатын жүзеге асыру үшін басқарылатын әр түрлі объектілердің өзіндік ерекшеліктері ескеріліп, объектіні басқару тетігіне әсер етерліктей әрекет (басқарғыш әрекет) жасалады. Басқарғыш әрекет басқару қондырғылары арқылы жүзеге асырылады. Өзара әрекетке түсетін басқару қондырғылары мен басқарылатын объектілер жиынтығы б а с қ а р у д ы ң а в т о м а т т а н д ы р ы л ғ а н ж ү й е с і н қ ұ р а й д ы. Бұл негізінен өндірістік т.б. кешендер құрамына кіреді. Уатт бу машинасындағы (1784) центрден тепкіш реттеуіштен тұратын автоматты реттеу жүйесі техникада кеңінен пайдаланылған алғашқы тұйық басқарудың автоматты жүйесі болды. 20 ғасырдың 50-жылдарында өндірістік процестер мен өнеркәсіптік кешендерді электрондық есептеуіш машиналар арқылы басқарудың күрделі жүйелері дүниеге келді. Бұл жүйелер тобына басқарылатын шаманың мәнін тұрақты етіп сақтайтын а в т о м а т т ы р е т т е у ж ү й е с і, басқарылатын шаманы белгілі бағдарлама бойынша өзгертіп отыратын б а ғ д а р л а м а л ы б а с қ а р у ж ү й е с і, басқару бағдарламасы алдын ала берілмеген қ а д а ғ а л а у ы ш ж ү й е енеді. Басқарудың автоматты жүйелері техниканың түрлі салаларында (көшірмелеуіш фрезалау станогын басқаруға арналған қадағалауыш жүйе, металл кескіш станоктардағы магниттік лента, перфолента немесе перфокарта арқылы бағдарламамен басқаруға арналған жүйе) кеңінен пайдаланылады. Ол авиацияда, ғарыш және әскери техникада үлкен маңыз атқарады. Басқарудың автоматтандырылған жүйесін құру принциптерін және оларда өтетін процестердің заңдылықтарын зерттейтін техникалық кибернетиканың бөлімі — а в т о м а т т ы б а с қ а р у т е о р и я с ы. Ол бірнеше бөлімге (сызықтық, сызықтық емес жүйелер, үздіксіз функциясы, дискретті функциялы, релелі, инвариантты, оптимальды, экстремальды, үлкен жүйелер теориясы, жүйелердің сезгіштік теориясы) бөлінеді. Негізгі проблемасы —басқарудың автоматтандырылған жүйесін синтездеу және анализдеу. АВТОМАТТЫ БАСҚАРУ тек математикамен ғана емес, физикалық және техникалық ғылымдарымен тығыз байланысты. Қазақстанда автоматты басқару теориясынан зерттеулер 60жылы басталды (Қазақстан Республикасы Ғылым Академиясы, Қаз ҰМУ, ҚазҰТУ, Қарағанды политехникалық институты т.б.). Республикада автоматты басқару теориясының негізін А.Қ. Беделбаев салды.
Автоматтандырылған басқару жүйелерін информациялық және математикалық қамтамасыз ету.
Басқарудың Автоматтандырылған Жүйесі (БАЖ; Система автоматического управления; system of automatic control) — біртұтас “адам-машина” жүйесінің жұмыс істеу процесінде басқару шешімін қабылдау үшін қолданылатын әкімшілік, ұйымдастыру, экономика-математикалық тәсілдердің, есептеу техникасы мен ұйымдастыру техникасының, сондай-ақ, байланыс жабдықтарының жиынтығы. Ол жабдықтау (қамтамасыз етуші) және функционалдық жүйелерден тұрады. Жабдықтау жүйесіне: техникалық, математикалық, ақпараттық, ұйымдастыру жұмысы және мамандармен қамтамасыз ету жатады. Ал функционалдық жүйе есептеу, бақылау, жоспарлау және өндірістік шаруашылық қызметін басқару міндеттерін шешеді. БАЖ-дың негізгі буыны — цифрлы ЭЕМ (немесе есептеу орталығына біріккен ЭЕМ кешені). Ол жүйенің басқа буындарымен байланыс арнасы арқылы қосылады. Ақпарат бұл арнамен басқарудың төмегі сатысынан жоғарғы сатысына қарай, ал тапсырмалар, бұйрықтар (командалар), нұсқаулар мен түзетулер, керісінше, жоғарғы сатыдан төменгі сатыға қарай беріледі. Басқарудың стратегиясына не мақсатына әсер ету, жүйені дамыту және жетілдіру процестері адамның тәжірибесі мен интуициясына негізделген жағдайда ғана БАЖ тиімді болып есептеледі. БАЖ-дың автоматты басқару жүйесінен (АБЖ) ерекшелігі — БАЖ-да адам автоматтардың жұмысын бақылаумен қатар басқару процесіне де белсенді түрде араласатындығы. БАЖ: объектілер БАЖ-ы (мысалы, технологиялық процестер БАЖ-ы, кәсіпорындар БАЖ-ы, т.б.) және функционалды автоматтандырылған жүйе (мысалы, автоматтандырылған жобалау жүйесі, материалдық-техникалық жабдықтауды автоматтандыру жүйесі, т.б.) болып ажыратылады. БАЖ негізін зауыттың не өндірістің ақпараттық есептеу орталығы құрайды. Қазақстанның көптеген институттарында ғылыми-зерттеу жұмыстарына арналған БАЖ-дар құрылған. Сондай-ақ, бұл жүйе қазіргі кезде байланыс пен телекоммуникация бағыттарында да қолданыла бастады
Автоматты жүйелер теориясының элементтері.
Автоматты жүйе — басқарылатын объекті мен автоматты басқаратын құрылымның объектілерді (ұшу аппараттарын, күштік қондырғыны, генераторды және т.б.) адамның қатысуынсыз басқаруды қамтамасыз ететін өзара әрекетті механизмдер кешені. Басқару принципі бойынша автоматты жүйе тұйықталған циклді (басқару мақсаты мен оның нәтижесі туралы ақпарат пайдаланылады) және жазылған циклді (басқару нәтижесі туралы ақпарат пайдаланылмайды) болып бөлінеді. Автоматты жүйе ракеталарды, ұшақтарды, тіқұшақтар мен басқа да әскери техниканы басқару жүйесінде кең қолданылады
Автоматты бақылау жүйесі (өлшеу) келесі негізгі элементтерінен тұрады: сезгіш элемент (датчик) , күшейткіш элемент (болмауы мүмкін), орындауыш элемент, қоректерну көзі, бақыланатын (өлшенетін) параметр. Осы элементтермен қоса өлшеу құрылғысының құрамына берілісі, байланыс элементтері және түрлендіргіштер құрылғылары кіреді.
Өлшеу құралы-өлшеу ақпаратын бақылаушымен нақты қабылдай алатын дыбыстарын өрнектеу үшін тағайындалған өлшеу құралы. Өлшеу ақпараты негізі шкала бойынша көрсеткіштін қозғалуы, диаграммадағы қаламнын жылжытылуы немесе таблодағы саңдар түрі бойынша келтіріледі.
Өлшеу түрлендіргіш- өлшеу ақпараттарын әрі қарай ынғайлы түрінде беру, түрлендіру, өндеу және сақтау үшін дыбыстарды өрнектеуге тағайындалған өлшеу құралы, бірақ бақылаушымен нақты қабылдаңбайды.
Ағынды-тасымалдау жүйелерін басқарудың принципті сызбалары.
Сурет1 –Автоматты ағын-тасымалдау жүйесінің блок-схемасы
а) 2 немесе 3 позиционды
б) пропорционалды және пропорционал-интегралды
в) интегралды.
Д – датчик, реттелетін параметр өзгеруін қабылдайтын сезгіш элемент;
З – берілген элемент, реттелетін параметр анықтайтын берілген шама.
БС – салыстыру блогы ,
У – арттыру;
Р – реле;
ИМ – орындаушы механихмі;
РО – реттелетін орган, осуществляющий процесс дросселирования подачи рабочей среды или энергии (клапан, заслонка);
ОС – теріс кері жүйе блогы(катты немесе иілгіш)
ИЭ – импульсті элемент.
Ағынды-тасымалдауды автоматтандыру.
Сулы электромагнитті клапан. Электронды су реттегіш датчик, таймері бар. Жалпы алғанда, белгілі бір уақытта таймер өзі кезекпен кезек бірінші, не екінші клапанды қосады, сәйкесінше су ағып кетеді, кейіннен толтырылады. Аққыш арқылы су өз ағынымен ағып кетеді, және су құбырларының күшімен құйылады. Аквастағы судың мөлшері жұмыс процесінде кішкене ауытқып отырады. Ағылатын, құйылатын су мөлшері электронды өадағалынады. Шлангысынің диаметрі 6 мм –дей ғана, сондықтан, оны жөндеу, тасымалдау оңай.
Автоматтандырылған жүйелерді тұрақтандыру әдістері.
Автоматты тұрақтандыру жүйелері.
Ең соңғы шығатын нәтижесі тұрақты болады. (берілген шама тұрақты, константа). Өз шамасынан бұзылуы қосылу кезінде ауытқу нәтижесінде туындайды.
Ақпараттық тұрақтандыру жүйесі
Берілген шама алдын ала тағайындалған ақпараттық заң бойынша өзгереді.
Бақылау жүйелері. Кіріс шамасы белгісіз. Ол тек жүйенің іске асырылу жағдайында ғана белгілі болады.
(АСР) “АСР” екі түрі ажыратылады: тұйық және ашық.
“ACP” ашық жүйесі
ЗУ – берілетін құрал(задает сигнал управления)
УУ – басқаратын құрал (измеряет и преобразует управляемый сигнал)
ИУ – іске асыратын яғни орындайтын құрал.
УО – басқарылатын объект
“АСР” тұйық жүесі
Д – датчик
СУ – салыстыру құралы
ОР – тұрақтандыру объектісі
Экстрималды тұрақтандыру жүйесі.
Реле қозғалысының тұрақтандыру жүйесі бойынша. Әмбебап экстрималды тұрақтандырғыш жақсы масштабталуы тиіс. Ол әр түрлі тәсілдер арқылы көптеген есптеулер жүргізеді.
Сигнум-тұрақтандыру тәсілі бойынша. Бұл аналогты сапа тұрақтандырғышы арқылы жүзеге асады. Ол жүйенің бір ғана параметрін сипаттап жұмыс жасайды. Ол сәйкесінше екі құрылғыдан тұрады: Сигнум-реле (D-триггер) және іске асырушы двигатель (интегратор). Инерциалды емес объектінің көлемі бойынша.
Инерциалды объектінің көлемі бойынша.
Жүзу сипатындағы экстрималды жүйе бойынша.
Синхронды детекторлары бар жүйе бойынша. Бұл үздіксіз жұмыс істейтін экстрималды тұрақтандыру жүйелері.
Автоматтандыру сызбаларын құру әдістері. Автоматты бақылау жүйесі (өлшеу) келесі негізгі элементтерінен тұрады: сезгіш элемент (датчик) , күшейткіш элемент (болмауы мүмкін), орындауыш элемент, қоректерну көзі, бақыланатын (өлшенетін) параметр. Осы элементтермен қоса өлшеу құрылғысының құрамына берілісі, байланыс элементтері және түрлендіргіштер құрылғылары кіреді. Жоба-конструкторлық құжаттамада суреттiң келесi әдiстерiн қолданады: және шартты ықшамдалған толық. Толық сурет - заттың толық геометриялық Құрылысы үшiн қажеттi қойылған жеңiлдетулерi бар нақтылы проекциялардағы заттың кескiнiнiң масштаб суретi қажеттi. Толық суретте конструкцияның қағидасы және оның кескiнi бiрмәндi елестетуi керек. Ықшамдалған сурет - заттың функция анықтайтын кескiндерi масштаб суретi. Өңге геометриялық Құрылыстар суреттемейдi. Заттың функционалдық тағайындауы нышандармен көрсетiле аладуға керек болса
Шартты график түрiнде белгiлер заттың функционалдық тағайындауын түсiндiру үшiн сызбаларда қолданады. Белгiлер геометриялық элементтердiң бос тұруларынан салуға ұсынылады: тiк төртбұрыштарды, үшбұрыштар, шаршылар, дөңгелектер. Шартты белгiлеулердi негiзге функционалдық қағида қойған. Функцияны керек болса таңбалармен сапасын анықтайтын нышандар және алфавиттық-цифрлықтар түсiндiредi. Жобалау автоматты күйiнде ықшамдалған суреттер және шартты график түрiнде белгiлердi артықшылығы бар қолдану. Сызба құрастырушылар және плоттерлер жобалық шешiмдердiң қатты көшiрмелерi алатын компьютердiң шығаратын құрылымдарына (АЦБП ) автоматты цифрларға баспа құрылыстарын жатады. Басып шығаратынға және компьютердiң қорытындысының график түрiнде құрылымдарының конструкторлық құжаттарының орындауының ережелерi 2.004-79-шы ГОСТ орнатады. Стандарт құжаттардың қалыбы, негiзгi жазулар, сызба құрастырушы сызылатын суреттер үшiн АЦБП, масштабтар, шрифттар, сызықтың түр алынатын сызықтың түрлерi орнатады.
Ескдтiң стандарттары қатарда компьютер баспа құрылыстарында орындалатын схемалар үшiн шартты график түрiнде белгiлер келтiрiлген. Мысалы,, в ГОСТ 2.751-73* даны основные формы линий электрической связи, в ГОСТ 2.728-74* (СТ СЭВ 863-78, СТ СЭВ 864-78) - условные графические обозначения резисторов и конденсаторов и т. д.
Сызба құрастырушылардағы сызбалар және схемалардың алулары үшiн суреттердiң мол мәлiметi, объекттердiң дәл сипаттамасы үшiн қажеттi геометриялық мәлiметтi қысқартып әрбiр суреттiң метрлiк және геометриялық айқындығы және оның барлық элементтiңдерi орната алдуға анықтауға
Автоматты жобалаудың талаптарының есепке алуы бар қайта өңделгеннiң ЕСКДтiң стандарттарының қатары: схемалардағы шартты график түрiнде белгiлерге стандарттар, например ГОСТ 2.788-74-ГОСТ 2.792-74; стандарты на упрощенные изображения, например ГОСТ 2.315-68* (СТ СЭВ 1978-79), ГОСТ 2.420-69*, стандарты на упрощенное нанесение размеров отверстий - ГОСТ 2.318-81 (СТ СЭВ 1977-79) и др.
Автоматты басқару теориясының негізгі анықтамалары мен түсініктемелері. Әртүрлі бір бірімен жалғанған өлшеу құрылғыларынын жүйелерін және автоматты басқару құрылғыларымен жалғанғанын талдауын ынғайлы болу үшін өлшеу құрылғысын кейбір алынған түрлендіргіш ретінде қабылдау керек, кіру шамасын Х шығу шамасына Y түрлендіру үшін тағайындалған.
Өлшеу құрылғыларының негізгі құраушы бөліктері: түрлендіргіш элемент-бірқатар шамалардын тізбектелініп өтіп жататын түрленуінін біреуі өтетін өлшеу құрылғысынын элементі; өлшеу тізбегі-өлшеу құрылғыларынын түрлендіру элементінін жиынтығы барлық түрлендіру дыбыстарын іске асыруына мүмкіндік беретін; сезімтал элемент – өлшеу тізбегіндегі ен бірінші түрлендіру элементі , өлшеу шамасынын нақты әрекет беру астында болатын; өлшеу механизмі- өлшеу құрылғысынын элементтері өзараәсерлесу кезінде олардын өзара жылжытылуы орын алатын өлшеу құрылғысынын конструкциясынын бір бөлігі; санау құрылғысы-өлшеу шамасынын мәнін санау үшін тағайындалған өлшеу құрылғысынын конструкциясынын бір бөлігі; тіркеу құрылғысы-көрсетулерді тіркеу үшін тағайындалған өлшеу тіркеу құралынын бір бөлігі. «Жоғарыдан» басқару колошникте тиеу жағдайларын өзгертіп, ал «төменнен» фурмалы зонасында үрлеу параметрлерін өзгерте отырып іске асрылады(сурет 7.1). Сондықтанда процеске әрбір әсер беруінде осы әсер беретін орнына алыс орналасқан жеріндегі процестің күйіне ықпал беретіндей етіп басқару әсерін таңдау керек. Бұл басқару әрекет берулерін мәнді қалып қалуына әкеледі. Мысалы, кокске руданың жүктеу әсерінін өзгеруі домна пешінін көрігінін жылулық күйіне тек қана 5-6 сағаттаң кейін бере бастайды.
Домна балқуынын негізгі тезнологиялық мақсаты – темір рудаларын қалпына келтіруі және берілген химиялық құрамы мен температурасы бар шойын алуы болып келеді. Темірді қалпына келтіруі жылулық тәртібінен,шихталы материалдардын қабатынның бағанындағы газ ағымынын тарауынан, шихта қозғалуынын тәуелді. Сондықтанда домна процесінің автоматты басқару мақсаты болып осы қалпына келтіру процесін жақсы, қолайлы өтетін жағдайын беруі болып табылады. Бұл жағдайда домна пеші максималды өндіріс өнімділігімен жұмыс істеу керек және экономикалық тиімділігімен жұмыс істеу керек шикізат сапасымен, ауа үру машиналар қуатымен, оттек қорымен, пештін күйіумен, қосымша жабдықтармен берілетін.