Классификация автоматических систем
Механизация – замена ручного труда работой машин и механизмов. В механизации процессами работы машин управляет человек.
Автоматизация – замена человеческой функции управления машинами, специальными техническими устройствами.
Совокупность технологического процесса с техническими средствами для его управления называется автоматизированной системой (АС).
По принципу действия и по назначению АС подразделяются на следующие типы:
дистанционное управление – со сравнительно небольшого расстояния (в пределах видимости). Например, управление конвейером. В условиях частичной автоматизации этот метод является основным. В условиях полной автоматизации - дублирующий. Как правило, все АС дублируются ручным управлением, и оно включается при отказе основной системы.
телеуправление – со сравнительно большого расстояния. При этом по 1 каналу связи нужно передать большое число команд из пульта управления на объект управления. На пульте применяется специальное кодировочное устройство, а на пульте- расшифровывающее устройство. Пример: насосная станция, тепловой пункт.
автоматическое управление – управление с помощью технических средств без участия человека.
Схема соединения основных элементов данной автоматической системы приведена рисунке
Рис.1 Управление
ОУ - объект управления
ИУ - исполнительное устройство
УУ - управляющее устройство
КС - командный сигнал
КС в УУ преобразуется в управляющее воздействие, которое поступает в ИУ. Данное устройство воздействует на объект, изменяя режим его работы в соответствии с величиной КС.
автоматический контроль – предназначен для автоматического измерения параметров процессов и аппаратов, для учета энергоресурсов и т.д.
Схема соединения элементов данной системы приведена на рисунке
Рис.2 Автоматический контроль
Д - датчик
ВП - вторичный прибор
Датчик воспринимает текущее значение технологического параметра и преобразовывает его в сигнал, удобный для дальнейшей его передачи и усиления. Данный сигнал от Д поступает в ВП, в которой на диаграмме отражается величина данного технологического параметра. Шкала ВП градуируется в единицах измеряемого параметра.
автоматическое регулирование – обеспечивает поддержание на заданном уровне какого-либо параметра без участия человека и с помощью устройств автоматического регулятора.
Рис.3 Автоматическое регулирование
ЗУ - задающее устройство
СУ - сравнивающее устройство
ПР – преобразователь
УС – усилитель
ИМ - исполнительный механизм
РО - регулирующий орган
ОР - объект регулирования
Д - датчик
Датчик воспринимает величину технологического параметра и преобразовывает ее в электрический сигнал соответствующий значению данного параметра. Задающее устройство формирует электрический сигнал пропорционально заданному значению технологического параметра в объекте регулирования. Оба сигнала сравниваются в сравнивающем устройстве, и на выходе формируется сигнал равный разности сигналов, который называется рассогласование или ошибка регулирования.
Она возникает, когда текущее значение параметра отличается от заданного его значения, согласно технологическому регламенту.
Цель работы данной системы – устранить рассогласование, чтобы в объекте регулирования поддерживалось заданное значение параметра. Рассогласование преобразовывается в преобразователе по заданному закону регулирования, усиливается в усилителе и на выходе регулятора формируется регулирующее воздействие.
Сигнал пропорциональный регулирующему воздействию поступает в исполнительный механизм, который жестко связан регулирующим органом. Данный регулирующий орган приводится в движение исполнительным механизмом, и изменяемый сигнал поступает в объект регулирования. Следовательно, изменяется значение регулирующей величины и будет изменяться до тех пор, пока рассогласование не станет равно нулю.
Элементы электроавтоматики.
Под элементом автоматики следует понимать такую часть автоматической системы, в которой выполняется только одна функциональная операция.
Задачей элемента является качественное или количественное преобразование воздействия (механического, теплового, электрического и т.д.), полученного от предыдущего элемента системы и передача этого воздействия по следующему элементу. С помощью элементов осуществляют операции: измерительные, корректирующие, управляющие, исполнительные и прочие.
ЧЭ – чувствительным элементом называется такой элемент, который преобразует контролируемую или регулируемую величину в величину другого рода с помощью, которой легко (или более удобно) воздействовать на управляющий орган системы автоматики. К чувствительным элементам относятся все датчики.
УЭ – усилительным элементом называют такой элемент, в котором входная и выходная величины имеют одинаковую физическую природу и где проводится лишь количественное изменение (усиление) входной величины.
ИЭ – исполнительным элементом (ИМ – исполнительным механизмом) называется такой элемент, с помощью которого осуществляют воздействие на объект управления или регулирования.
ОР – объект регулирования.
СУ – сравнивающее устройство (нуль-орган) (элемент сравнения)
В – воспроизводящий орган
И – индикатор
Функциональным устройством называют такое, которое выполняет свою функцию (особую).
Например: синхронизатор, устройство разгрузки генератора и т.д.
Корректирующее средство – это устройства, позволяющие осуществить коррекцию системы управления или регулирования, т.е. изменять их характеристики в целях повышения процесса управления или регулирования.
Преобразовательный элемент – позволяет преобразовывать входную величину одной физической природы в другую величину другой физической природы, или преобразовать характер этой величины. Чувствительный элемент и усилительный элемент также относятся к преобразовательным элементам.