Виды автоматических систем
Регулирующие системы автоматического управления
Это наиболее распространенные системы, которые иначе называют автоматическими регуляторами. В автоматических регуляторах используется принцип отрицательной обратной связи - основной принцип всех кибернетических систем.
Отрицательная обратная связь называется так потому, что при увеличении выходного параметра управляющее устройство воздействует на вход, таким образом, чтобы значение выходного параметра уменьшилось. Так, например, при увеличении температуры в печи управляющее устройство выключает электрический ток, в результате чего температура в печи падает. И, наоборот – при понижении температуры электрический ток включается и происходит нагрев. Такие системы используются для поддержания каких либо параметров объекта на заданном уровне. Например, температуры, давления, уровня, скорости и т.п.
Следящие системы
В следящих системах осуществляется регулирование одного параметра в зависимости от значения другого параметра.
Например, в автоматической линии изготовления лекарств количество одного компонента должно строго в определенной пропорции соответствовать количеству другого компонента. Другой пример следящей системы – положение руля корабля изменяется рулевой машиной в соответствии с положением штурвала в рулевой рубке.
На прокатных станах постоянно контролируется толщина прокатанной ленты и, при отклонении от заданного значения в результате износа валков, изменяется положение валков. Толщина ленты снова соответствует заданной.
Системы автоматического контроля и сигнализации
Важнейшей частью автоматизации любого процесса является автоматический контроль его параметров. Эти системы позволяют освободить человека от наблюдения за технологическим процессом, состоянием различных устройств, механизмов и систем или облегчить эту работу.
Системы автоматического контроля с помощью датчиков собирают следующую информацию:
количественную оценку физико-химических свойств твердых тел, жидкостей, газов (давление, плотность, вязкость, температура, влажность, концентрация примесей и т.д.);
определение геометрических размеров деталей в процессе и после обработки,
поиск дефектов структуры изделий;
оценка качества сборочных и других работ с целью вовремя обнаружить брак и предотвратить потери и т.п.
Данные выводятся в удобной форме пульт управления, где оператор может их видеть и принимать решение. Кроме этого, при отклонении параметров от заданных значений система сигнализирует об этом звуковыми и световыми сигналами.
В основном это диспетчерские системы. Например, на железной дороге у диспетчера на общей мнемосхеме станции видно положение стрелок, состояние семафоров, положение составов.
На станочных агрегатах имеется система контроля состояния режущего инструмента, которая контролирует геометрические размеры инструмента и при недопустимом износе выдается сигнал на замену инструмента.
Среди систем автоматического контроля выделяются системы автоматической сигнализации. В их задачу входит оповещение обслуживающего персонала о ходе технологического процесса, о возникновении опасности, об аварийных режимах работы оборудования, требующих принятия неотложных мер.
Виды сигналов зависят от степени опасности. При поступлении сигналов о наиболее опасных недопустимых режимах для привлечения внимания обслуживающего персонала, как правило, применяются прерывистые звуковые сигналы, яркие вспышки ламп, звонки, сирены.
Автоматические системы защиты
Автоматические системы защиты не только подают сигналы обслуживающему персоналу об аварийных режимах работы оборудования, но и останавливают его.
Автоматическая защита применяется повсеместно в промышленности и в быту, на транспорте и в энергетике. Автоматические системы играют важную роль в обеспечении безопасности, не только производства, но и для работающих на предприятиях сотрудников и населения ближайших территорий. Системы аварийной защиты таких объектов, как атомный реактор, имеют значение для безопасности уже в масштабе не только одной страны, а всей планеты. Эти системы имеют автономное питание, собственные датчики, и исполнительные механизмы. От них требуется высокие быстродействие и надежность. Для повышения надежности системы делаются многоканальными, т.е. функции дублируются.
Автоматические системы управления технологическими процессами (АСУТП)
Эти системы управляют множеством механизмов и агрегатов одного или нескольких технологических процессов изготовления продукции, например, спичек, напитков, химических веществ и т.п.
В таких системах с помощью датчиков собирается информация о положении рабочих органов, состоянии продукции, параметрах процесса. В управляющем устройстве заложена программа, в соответствии с которой, в зависимости от показаний датчиков, выдаются управляющие сигналы на исполнительные механизмы.
С помощью таких систем создаются как поточные линии, так и отдельные агрегаты автоматизированных производств.