4.2. Структурная схема систем автоматизации
На рисунке 4.1 приведена обобщенная структура схем систем автоматического регулирования.
Рис. 4.1. Структурная схема системы автоматизированного регулирования: ЭЗ - задающий элемент; ЭС - элемент сравнения; ЧЭ - чувствительный элемент; ПЭ - преобразующий элемент; УЭ - усилительный элемент; ИЭ - исполнительный элемент; РО - регулируемый объект; ОУ - объект управления; КЭ - местная обратная связь; ОС - главная обратная связь
Чувствительный элемент ЧЭ или первичный измерительный преобразователь (датчик) измеряет действительное значение управляемой величины у(t) и преобразует его в однозначно соответствующую величину у1(t) удобную для сравнения с заданной величиной q1(t).
Задающий элемент ЗЭ формирует задающее воздействие q1(t), которое определяет необходимое значение управляемой величины и преобразует ее в однозначно соответствующую величину q1(t), удобную для сравнения с величиной y1(t).
В качестве задающего элемента могут использоваться потенциометры, магнитные карты, профильные кулачки и т.д.
Элемент сравнения (СЭ) измеряет разность сигналов (ошибку) х(t) = q1(t) – y1(t).
В качестве сравнивающих элементов могут использоваться устройства на резисторах для сравнения и суммирования электрических напряжений и токов, сельсинные пары в трансформаторном режиме для сравнения угловых перемещений, интегральные микросхемы и т.п.
Преобразующий элемент (ПЭ) (например мостовая измерительная схема) служит для преобразования сигналов в удобный для дальнейшей обработки вид.
Усилительный элемент (УЭ) усиливает сигнал рассогласования х1(t) до величины х2(t), достаточный для приведения в действие исполнительного элемента (ИЭ).
В системах автоматического управления используют электрические, электронные, релейные, электромагнитные, магнитные, полупроводниковые и другие усилители. Исполнительный элемент (ИЭ) вырабатывает и подает на регулирующий орган (РО) объекта управления (ОУ) управляющие воздействие u(t).
Объектами управления могут быть строительные машины (их рабочее оборудование) или строительные технологические процессы.
Корректирующий элемент КЭ или местная обратная связь – это специальные устройства, вводимые в систему для улучшения качества управления.
Обратная связь (ОС) – это связь между выходом системы и входом, образующая замкнутый контур управления.
На объект управления кроме управляющих входных воздействий u(t) влияют и различные внешние возмущающие воздействия f(t), вызывающие изменения выходной управляемой или регулируемой величины y(t). Для устранения возмущений объект снабжается регулирующим органом (РО), воздействуя на который автоматически можно изменять управляющую величину и компенсировать возмущения.
Следовательно основная задача автоматического регулирования заключается в формировании такого закона изменения управляющих входных воздействий u(t), при котором желаемое поведение объекта достигается с заданной точностью независимо от изменения поступающих на него возмущающих воздействий f(t).
4.3. Датчики систем автоматизации строительства
Построение систем автоматического управления, контроля и регулирования технологических процессов в строительстве невозможно без применения датчиков технологической информации, представляющих собой устройства для преобразования величины технологических параметров в удобные для передачи и обработки сигналы.
Датчиком называется первичный измерительный преобразователь контролируемой или регулируемый величины в выходной сигнал, удобный для дистанционной передачи и дальнейшего использования (рис. 4.1). Он характеризуется входными и выходными величинами, чувствительностью, погрешностью и инерционностью.
Датчики представляют собой чувствительные элементы, предназначенные для измерения физических неэлектрических входных величин (уровня, влажности, скорости, угла поворота, частоты вращения, температуры и др.) и преобразования их в электрические выходные величины, передаваемые на расстояние для воздействия на исполнительный механизм.