7.3. Характеристики объектов управления автоматизированных производств

Объект управления на перерабатывающих предприятиях – это отдельное оборудование, линии, цеха и в целом производство одного или нескольких конечных продуктов. Разнообразие сырья, большой ассортимент готовых продуктов предполагают и разнообразие характеристик объектов автоматизации. При проектировании и эксплуатации систем автоматизации необходимо эти характеристики знать.

Управление – процесс динамический, распределенный по времени производства того или иного продукта. Объект управления может работать в двух режимах – статическом и динамическом.

Статический режим – это такой режим работы объекта, когда приток энергии вещества или энергии равен стоку и объект находится в состоянии равновесия. Например, постоянный расход воды из емкости, когда в нее втекает в единицу времени такое же ее количество.

Динамический режим – это режим работы объекта, когда нарушено равновесие, между притоком и стоком, входом и выходом энергии или вещества. Динамическая характеристика объекта – математическая модель, уравнение математической взаимосвязи между входом и выходом объекта в динамическом режиме работы.

Для получения этой модели необходимо исследовать сам объект управления. При исследовании объекта управления используют метод математического моделирования. При этом, отвлекаясь от физико-химической или биологической природы процессов в объекте, последний рассматривают как преобразователь (черный ящик) входного сигнала (регулируемый параметр – качество продукта, его масса, прибыль и т.д.) с выходным сигналом объекта. Искомая математическая модель объекта в динамическом режиме работы объекта называется динамической характеристикой объекта.

Математическое описание объекта обычно проводят с помощью дифференциальных уравнений. Разные по своей физической сущности объекты – устройства, процессы могут описываться одними и теми же уравнениями.

Принято использовать шесть моделей объектов управления – типовых динамических звеньев, с помощью которых можно описать поведение всего многообразия объектов управления. Полученную математическую модель используют для анализа поведения объекта в различных ситуациях.

7.4. Законы регулирования

Закон регулирования – закон изменения управляющего параметра, подаваемого на исполнительный механизм. Он определяется характеристиками автоматического регулятора, заложенными в принцип его работы.

Зависимость выходного сигнала регулятора от входного называется статической характеристикой регулятора.

Рассмотрим основные типы регуляторов.

1. Регуляторы с позиционным (релейным) законом регулирования. Такие регуляторы еще называют Т-регуляторами или компараторами. Они бывают с двухпозиционным и трехпозиционным законом регулирования.

2. Пропорциональные регуляторы (П-регулятор).

3. Пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор).

4. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор).

В реальных системах применяют различные сочетания ПИД-законов регулирования. Отдельно П, И и Д законы применяют достаточно редко. В зависимости от вида объекта и необходимого качества регулирования возможны сочетания: ПИ, ПД, ДИ, ПИД.

Контрольные вопросы

1. Какие основные этапы процесса организации производства вам известны?

2. Какие основные этапы производства изделий вы можете назвать и охарактеризовать?

3. Какие типы производства и их организационно-экономические характеристики вы знаете?

4. Что представляет собой процесс сборки?

5. Что включает в себя система испытаний продукции?

6. Какие принципы построения автоматизированных производств вам известны?

7. Как вы охарактеризуете автоматизированные системы управления технологическим процессом и отдельным оборудованием?

8. Какие характеристики объектов управления автоматизированных производств вы знаете?

Лекция 3. Технологическая оснастка

Содержание

1. Понятие технологической оснастки.

2. Характеристики систем технологической оснастки.

3. Выбор системы технологической оснастки.