4.1.3. Аналіз технологічного процесу як об'єкта керування

В цьому розділі аналізуються вхідні й вихідні величини кожного з технологічних апаратів, встановлюються зв'язки між ними в статиці і в динаміці. Визначається діапазон допустимих відхилень основних величин, які характеризують технологічний процес, та вплив цих відхилень на якість продукції. Вказуються причини, які приводять до порушення нормального ходу технологічного процесу. Оцінюються можливі збурення, та способи їх компенсації. Наводять статичні та динамічні характеристики об'єктів регулювання проектованої ділянки виробництва (експериментально визначені або аналітичним шляхом розраховані).

4.1.4. Технічне обґрунтування вибору функціональної схеми автоматизації

Проводиться аналіз існуючої системи автоматизації даного технологічного процесу [1, 2, 21, 25, 35, 36, 42]. Вибір структури і рівня автоматизації процесу здійснюється на основі аналізу можливих схем систем керування та сучасного вітчизняного і закордонного досвіду, з врахуванням технічних, економічних аспектів, вимог з охорони праці та оточуючого середовища. На основі проведеного аналізу, з врахуванням матеріалу з п.4.1.3, формулюється мета, обґрунтовуються і приймаються основні рішення з автоматизації вузлів технологічного процесу, обґрунтовується вибір загальної функціональної схеми автоматизованого керування. У розділі мають бути висвітлені:

- варіанти можливих схем автоматизації для заданого технологічного об’єкта та умови застосування кожного з них;

- вибір і обґрунтування оптимальної для заданих умов структури системи автоматизації технологічного процесу;

- задачі автоматизації заданої ділянки відповідно до прийнятої структури автоматизації виробництва в цілому.

4.1.5. Обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації

Вибір засобів автоматизації необхідно здійснювати з врахуванням кількості вхідних і вихідних величин, характеру сигналів (аналогових, дискретних, імпульсних), які будуть використовуватися для реалізації розробленої системи керування [5, 6, 10, 43 ].

В розділі наводяться:

- обґрунтування обраних засобів автоматизації з описом їх технічних характеристик;

- детальний опис програми функціонування для мікропроцесорних засобів автоматизації;

- опис принципової електричної схеми з’єднань контролерів (регулюючих пристроїв) із засобами автоматизації.

4.1.6. Розрахунок і моделювання системи автоматичного регулювання

За рекомендацією керівника проекту досліджується найважливіша система автоматичного регулювання (САР) проектованої системи керування. Якщо в схемі автоматизації застосовуються багатоконтурні САР (каскадні, комбіновані, системи взаємозв'язаного регулювання тощо) доцільно вибрати одну з таких систем.

В цьому розділі пояснювальної записки необхідно висвітлити:

- вхідні величини (збурення і регулюючі дії) та вихідні (регульовані) величини ОР;

- вихідні дані, необхідні для побудови моделі об'єкта регулювання із посиланням на джерела їх отримання;

- вимоги до якості САР;

- короткий виклад методу побудови моделі ОР, теоретичні основи методу розрахунку параметрів настроювання регуляторів;

- отримані результати - формули, програми, таблиці, графіки і рисунки, необхідні для ілюстрації виконаного розрахунку.

Під час ідентифікації об’єкта регулювання, вибору законів регулювання регуляторів і розрахунку їх параметрів важливо оцінити доцільність застосування отриманих результатів. Параметри настроювання регуляторів в досліджуваній САР мають бути оптимальними, при яких досягається екстремум вибраного критерію оптимальності і водночас забезпечуються заданий запас стійкості. В практиці побудови САР найчастіше мінімізують одну з інтегральних оцінок якості (першу, другу) або дисперсію похибки регулювання, якщо відомі спектральні характеристики збурюючих сигналів.

Для перевірки якості процесів регулювання в розрахованій системі необхідно знайти перехідні процеси САР (як її реакції на зміни вхідних величин) та порівняти показники якості одержаних перехідних процесів із заданими. В результаті моделювання перевіряють чи перехідні процеси замкнутої САР відповідають вибраному критерію і чи задовольняються інші задані вимоги до якості САР.

Розрахунки і моделювання вибраної САР рекомендується здійснювати в комп’ютерному середовищі, наприклад засобами MATLAB. В графічній частині з моделювання САР на аркуші показують графіки експериментальних характеристик ОР, отримані математичні моделі ОР, графік границі запасу стійкості САР, моделі регуляторів із оптимальними значеннями параметрів настроювання, структурну модель САР, графіки перехідних процесів з визначеними показниками якості.

В дипломних роботах науково-дослідного характеру здійснюють моделювання вибраного об’єкта дослідження згідно із задачами дослідження, сформованими керівником БКР.