1.6 Основные требования к автоматизации
Рациональный уровень автоматизации конкретного производства должен быть обоснован экономически. Этот уровень определяется не только технологическими и техническими показателями, но и социально–экономическими последствиями автоматизации.
Сложность алгоритмов управления должна соответствовать поставленной задаче автоматизации.
Внедрение АСУ целесообразно вести поэтапно, создавая иерархические системы. Например, I уровень – САК, II уровень – САР, III уровень – АСУ ТП, IV уровень – АСУП.
При этом повышается надежность и эффективность управления благодаря автономному функционированию нижних уровней.
4. Максимальный экономический эффект достигается в ходе разработки новых технологических процессов и агрегатов с полной их автоматизацией при использовании достижений теории автоматического управления (ТАУ), современной элементной базы ТСА и управляющих вычислительных комплексов (УВК).
2. Технологический объект и система управления
Совокупность технических устройств (машин, орудий труда, средств механизации), реализующих технологический процесс, называется объектом управления. В сочетании со средствами управления он образует систему управления (СУ).
Система управления, в которой рабочие и управляющие операции выполняются без участия человека, называется автоматической.
Система, в которой автоматизирована только часть операций управления, а другая часть (обычно наиболее ответственная) выполняется людьми, называется автоматизированной.
Круг объектов и операций управления весьма широк. Он охватывает технологические процессы и агрегаты, группы агрегатов, цехи, целые предприятия, человеческие коллективы, организации, государства и т.д.
Из этого множества специалисты по автоматизации занимаются только такими видами управления, которые свойственны главным образом техническим объектам и технологическими процессам.
2.1. Описание технологического объекта управления (тоу)
Всякий объект управления характеризуется совокупностью технических величин, называемых параметрами. На рисунке 2.1 приведена классификация параметров ТОУ.
Внутренние параметры не изменяются в процессе функционирования объекта. Например, внутренними параметрами методической нагревательной печи как объекта управления можно считать габариты печи, количество форсунок, их проходное сечение и т.п..
Внешние параметры объекта управления можно разделить на входные и выходные.
Выходные параметры (зависимые переменные, регулируемые величины) характеризуют качество управляемого процесса – цель управления.
Например, для нагревательной печи в качестве таких величин можно рассматривать температуру внутрипечного пространства, температуру заготовок на выходе печи, перепад температуры по их длине и сечению и т.п.
Рис. 2.1. Классификация параметров объекта управления
Входные параметры делятся на неуправляемые возмущения и управляемые воздействия.
Возмущения бывают двух видов: нагрузки и помехи.
Нагрузка – это полезное возмущение, которое не только допускается при нормальной работе объекта, но и неразрывно связано с его назначением.
Например, для штамповочного пресса нагрузкой является переменное сопротивление заготовки, из которой получают необходимое изделие.
Помеха – это вредное возмущение, мешающее нормальному функционированию объекта. Например, для электропечи – это колебания питающего напряжения.
Воздействия вырабатываются человеком или автоматическим устройством и тоже делятся на два вида: задающие, которые определяют требуемое значение выходной величины в штатном режиме работы объекта, и управляющие, которые призваны компенсировать действие возмущений случайного характера.
Описать систему как объект управления – значит определить для него все входные и выходные параметры.