- •1 Определения и условия автоматизациИ
- •1.1 Процесс управления
- •1.2 Основные причины применения систем автоматики:
- •1.3 Особенности металлургических объектов автоматизации:
- •1.4 Предпосылки успешной автоматизации:
- •1.5 Экономика автоматизации
- •1.6 Основные требования к автоматизации
- •2. Технологический объект и система управления
- •2.1. Описание технологического объекта управления (тоу)
- •2.2. Математическая модель тоу и основная задача автоматизации
- •3. Классификация систем автоматизации
- •I. По целям управления
- •II. По типу систем управления
- •III. По виду математического описания
- •IV. По виду сигналов
- •V. По методу управления
- •VI. По характеру задающего воздействия
- •VII. По точности поддержания управляемой величины
- •VIII. Классификация уровней асу
- •4. Переходные процессы и оценка их качества
- •4.1. Статическое и динамическое состояние систем
- •4.2. Типовые воздействия на объект
- •4.3. Понятие об устойчивости систем управления
- •4.4. Оценка качества процесса управления
- •5. Фундаментальные принципы управления
- •5.1. Принцип разомкнутого управления (по заданному значению)
- •5.2. Принцип обратной связи (управление по отклонению)
- •5.3. Принцип компенсации (управление по возмущению)
- •5.4. Пример реализации принципов управления
- •5.5. Обыкновенные и адаптивные системы
- •5.6. Оптимальные системы
- •5.7. Режимы функционирования систем автоматизации
- •6 Типовые динамические звенья
- •6.1 Свойства типовых динамических звеньев
- •6.2 Понятие передаточной функции
- •6.3 Динамические звенья первого порядка
- •6.3.1 Пропорциональное звено
- •6.3.2 Апериодическое (инерционное) звено первого порядка
- •6.3.3 Идеальное интегрирующее звено
- •6.3.5 Идеальное дифференцирующее звено
- •6.3.7 Звено чистого запаздывания
- •6.4 Класификация динамических звеньев второго порядка
- •6.5 Передаточные функции соединений динамических звеньев
- •6.5.3 Встречно-параллельное соединение звеньев
- •Или , где w(p) – пф разомкнутой системы.
- •6.6. Преобразование структурных схем
- •6.4.1. Правила переноса внешнего воздействия
- •Совмещенная частотная характеристика (афчх)
- •Частотная передаточная функция
- •Логарифмические частотные характеристики
- •7. Законы регулирования и их реализация
- •7.1. Типовые оптимальные переходные процессы регулирования
- •7.2. Законы регулирования и автоматические регуляторы
- •7.3. Синтез законов регулирования
- •7.4. Оптимальное управление
- •Технические средства автоматизации (тса) Состав и функции технических средств
- •Требования к технологическим датчикам и модулям усо
- •Требования к увк
- •Исполнительные устройства
- •Требования к исполнительным механизмам
- •Регулирующие органы
- •Разработка технических средств автоматизации
- •Приложение (для тепловых специальностей) Номенклатура пусковых устройств
- •Основные размеры поворотных клапанов
2.2. Математическая модель тоу и основная задача автоматизации
На рисунке 2.2 объект управления показан прямоугольником ТОУ, автоматическое устройство – прямоугольником АУ, а входные воздействия и выходные переменные – стрелками. Совокупность выходных переменных обозначена вектором Y = (y1, y2, …, yq), совокупность задающих воздействий – вектором G = (g1, g2,…, gn), управляющих воздействий – вектором V = (v1, v2,…, vm), возмущений – вектором F = (f1, f2,…, fk).
Рис. 2.2. Объект управления
Векторы Y, G, V и F в зависимости от природы объекта могут быть связаны функционально. Математическую модель ТОУ можно записать в общем виде
Y = Ф {G,V,F},
где Ф – оператор, определяющий вид математического описания.
В простейшем случае функциональной зависимости у = (g, v, f) объект называется статическим или безынерционным. Однако, большинство объектов являются динамическими, поскольку под действием внешних сил их состояние не может быть изменено мгновенно. В таких объектах переменные у, g, v и f обычно связаны между собой дифференциальными уравнениями, содержащими в качестве независимой переменной время t.
Y(t) = Ф {G(t), V(t), F(t)}.
2.3. Основная задача автоматизации состоит в отыскании и реализации таких управляющих воздействий V, которые обеспечат заданный характер G изменения выходных переменных Y в условиях действия возмущений F.
Управляющие воздействия определяются зависимостью
V(t) = А {Y(t), G(t), F(t)},
которая называется алгоритмом или законом управления.
По виду реализуемых алгоритмов различают системы автоматизации:
Аналитические, в которых управление ведется по детерминированной математической модели.
Статистические, где для управления используются вероятностные (стохастические) модели процесса.
Поисковые, в которых осуществляется автоматический поиск оптимального управления.
4. Комбинированные, сочетающие различные комбинации предыдущих типов.
3. Классификация систем автоматизации
I. По целям управления
При автоматизации технологических процессов возникает необходимость в решении различных задач. При этом целями управления могут быть достижение максимальной производительности, экономичности производства или оптимальное качество продукции.
II. По типу систем управления
В металлургии широко используется как системы автоматического регулирования отдельных параметров, так и системы комплексного автоматического управления технологическими процессами и целыми производствами.
Системы логического управления используются для начала ТП, перехода от одной операции к другой и завершения ТП.
Системы автоматического контроля технологических параметров процесса отвечают за измерение значений параметров и представление их в удобной для человека форме.
Системы автоматического регулирования обеспечивают заданное значение выходной величины, которое может быть постоянным или изменяться определенным образом в функции времени или другого параметра.
Системы автоматического управления обеспечивают целесообразную работу объекта управления в рамках располагаемых ресурсов.