Елементи систем контролю і керування

Елемент автоматичної системи – частина системи, в якій проходять якісні або кількісні перетворення фізичної величини, а також передача перетворюваної дії від попереднього елемента до наступного.

Датчик – елемент АС, який вимірює керовані (регульовані) величини об’єктів керування і можуть перетворювати виміряні величини однієї фізичної природи в іншу.

Елемент порівняння співставляє вхідну дію x(t) і керовану величину y(t).

Підсилювачі призначені для підсилення вхідної дії або різниці між вхідною дією та керованою величиною.

Виконавчі елементи діють безпосередньо на керований об’єкт і здійснюють необхідні зміни його параметрів.

Коректуючі елементи призначені для покращення регулювальних властивостей системи в цілому або окремих її частин.

Командоапарати (кнопки, перемикачі, кінцеві вимикачі) призначені для подачі в систему різних дій і команд.

Елементи захисту (реле, запобіжники тощо) призначені для виконання захисних функцій при недопустимих режимах.

Контрольно-вимірювальні прилади (амперметри, вольтметри, тахометри …) призначені для контролю і вимірювання різних величин.

Статичні і динамічні характеристики елементів аск

Якщо вхідна величина протягом часу не змінюється, то режим елементу називається статичним, якщо змінюється – динамічним. Показниками таких режимів є статичні і динамічні характеристики.

Статичні характеристики показують залежність вихідної величини від вхідної:

х_вих = f (х_вх).

Статичні характеристики елементів автоматики (х_вих = f (х_вх))

За статичними характеристиками визначають такі властивості елементів, як передаточний коефіцієнт, поріг чуттєвості і похибка.

Види передаточного коефіцієнта:

• статичний – визначається для лінійної характеристики ;

• динамічний – визначається для нелінійних елементів тангенсом кута нахилу дотичної, проведеної до нелінійної характеристики в необхідній точці ;

• відносний – мінімальне значення вхідної величини, яке викликає зміну вихідної величини.

Динамічні характеристики – часові характеристики за якою-небудь зовнішньою дією (g), якщо на вхід цього елемента подається дія, яка змінюється за визначеним законом, і при умові, що до прикладення зовнішньої дії даний елемент знаходився в спокої.

у

t

К ласифікація автоматичних систем керування

Стабілізуюча автоматична система забезпечує підтри­мання керованої величини на заданому рівні або в заданих межах. Такі системи часто називають автоматичними си­стемами регулювання (АСР), а керовану величину — ре­гульованою величиною.

Ці системи замкнені: в них сигнали подаються не тільки від керуючого пристрою на об'єкт керування (керуюча дія), а й контрольні дії (сиг­нали) з боку об'єкта на вхід автоматичного керуючого при­строю. Інакше кажучи, в таких системах контролюється стан об'єкта, який характеризується керованою величи­ною, і при потребі керуюча дія змінюється так, щоб регульо­вана величина залишалася на заданому рівні.

Прикладом стабілізуючих автоматичних систем можуть бути автоматичні системи регулювання рівня води в баках водокачок, системи підтримання заданої температури води у водонагрівниках-термосах, системи підтримання заданої температури повітря і грунту в парниках і теплицях, си­стеми стабілізації тиску в ресиверах компресорних устано­вок, системи підтримання заданої напруги джерел електро­енергії, системи регулювання частоти обертання різних двигунів та ін.

Програмна автоматична система автоматично забезпе­чує зміни керованої величини за заданим законом (за програмою). Такі системи є розімкненими, тому що в них сигнали (дії) подаються тільки з боку автоматичного ке­руючого пристрою на об'єкт керування, а результати керування не контролюються.

Прикладом програмних автоматичних систем у сіль­ському господарстві є автоматичні системи роздавання кор­мів тваринам і птиці, видалення гною і посліду, подачі поживних речовин у теплицях на гідропоніці, повертання лотків з яйцями в інкубаторах та ін.

Слідкуюча автоматична система призначена для зміни керованої величини залежно від значення (або відповідно до значення) невідомої заздалегідь змінної величини на вході автоматичної системи. До слідкуючих систем нале­жать автоматичні системи водіння тракторів і самохідних машин по сліду маркера, по рядах буряків тощо.

Автоматична система з розімкнутим колом дій.— це си­стема, в якій дії мають однобічний напрям: або від керо­ваного об'єкта до керуючого елемента (контроль), або від керуючого елемента до керованого об'єкта (керування).

Прикладом систем контролю можуть бути системи конт­ролю температури об'єкта, що нагрівається, системи вимі­рювання струму, напруги, частоти тощо, системи контролю положення перемикаючих пристроїв у трансформаторах з регулюванням напруги під навантаженням, системи контролю наявності палива у баці автомобіля, спідометри та ін.

Прикладом систем керування можуть бути системи дистанційного і програмного вмикання і вимикання різ­них електроспоживачів (електроприводів, електротеплових і освітлювальних установок, система повертання лотків в інкубаторах тощо).

Автоматична система з замкненим колом дій — це си­стема, в якій вхідними діями для керуючого елемента є як зовнішні, так і контрольні дії.