1)Понятие автоматизации, виды систем автоматики. Свойства элементов су

Объекты, в которых происходит управляемый процесс, называется ОУ – это технические устройства, технологические или производственные процессы. Состояние объекта характеризуется одной или несколькими физическими величинами, которые называются управляемыми или регулируемыми параметрами. Любой ОУ сопряжен с одним или несколькими регуляторами, формирующими управляющее воздействие. ОУ совместно с УУ или регулятором образует систему управления или регулирования автоматизация производственных процессов – применение технических средств и СУ, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в этих процессах. Различают несколько видов автоматизации: 1)частичное автоматическое управление – обслуживающий персонал включается в производственное управление, но воздействует только на управляющий элемент, который через исполнительный механизм воздействует на ОУ. 2)полная автоматизация управления – сочетает в себе использование информации о задачах управления и сведений. Автоматические системы могут строиться по разомкнутым и замкнутому принципу. По характеру изменения задающего воздействия, подаваемого на входные сигналы или требуемого выходной величины, замкнутые САР подразделяются на 3 класса: 1)системы стабилизации – САР, поддерживающие регулируемую величину на требуемом уровне, соответствующем определенно постоянному значению задающего воздействия. 2)следящие системы – САР, у которых управляемая величина соответствует заранее не известным изменениям управляющего воздействия, вырабатываемого УУ по непредвидимому характеру изменения задающего воздействия. 3)системы программного управления – САР, у которых управляющая величина соответствует управляющему воздействию, формируемому на основе задающего воздействия, представляющего собой формат времени, вырабатываемую программным устройством.

3)Понятие гсп, структура гсп. Основные признаки классификации изделий гсп

ГСП представляет собой рационально организованную совокупность приборов и устройств, удовлетворяющих принципом агрегатирования, и предназначена для построения автоматизации систем контроля, измерения, регулирования, управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности. Принцип агрегатирования прдполагает рациоанльное сокращение номенкулатуры технических средств автоматизации и их конструктивных элементов и узлов, и достигается последовательным применением агрегативных способов построения снизу доверху, начиная от конструирования простейших функциональных блоков и заканчивая сложными автоматизированными СУ. Целевая функция ГСП может быть раскрыта в виде ,,дерева целей,,, в котором каждому уровню целей соответствует своя степень детализации цели. Каждая из целей промежуточного уровня и выступает в качестве главной цели по отношению к соподчиненным целям нижнего уровня. С понижением ранга(уровня) цели в иерархической структуре ,,дерева целей,, они становятся более детализированными и их количество возрастает. Характерной чертой структуры является разделение главной цели на 2 ветви: 1)область применения системы; 2)экономичная эффективность. ГСП- сложная система, состоит из подсистем. В качестве подсистем выступают проблемно ориентированные комплексы унифицированных технических средств, обеспечивающие решение определенного круга функциональных задач САУ на принципах агрегатирования и унификации. Унификация – прогресс сокращения многообразия типовых деталей, узлов, изделий путем объединения их в группы по определенным признакам и функциям. Унифицированые элементы конструкций позволяют создавать различные приборы и устройства на базе исходных моделей с минимальными затратами времени. Структура ГСП отражает перечень этих групп, их назначение, выполняемые функции, а также взаимосвязи между этими группами. Основным классификационным подразделением промышленных приборов и средств автоматизации является тип изделия. ГСП на агрегатные и унифицированные комплексы, следовательно они относятся к типам, следовательно тип на модификацию, типоразмер и исполнение. Тип – классификационное подразделение включающее совокупность изделий одинакового функционального назначения и принципа действия, сходных по конструктивному исполнению и имеющих одинаковую номенклатуру главных параметров. При этом под главным понимаются параметры, определяющие основные функциональные назначения изделия. Типоразмер – классификационное подразделение, включающее изделие одного типа и имеющие определенное значение главного параметра. Модификация – включает совокупность изделий первого типа, которые имеют определенные конструктивные особенности или определенное значение неглавного параметра. Под исполнением понимается, совокупность изделий первого типа, которые имеют определенные конструктивные особенности, влияющие на их эксплуатационные характеристики. Изделия нескольких типов, предназначенных для измерения различных параметров или выполнения различных параметров или выполнения различных функций, но построенных на основе одного принципа действия и имеющих одинаковые конструктивные элементы, объединяются в унифицированные комплексы. Изделия унифицированных комплексов строятся по блочно-модульному принципу на основе унифицированных базовых конструкций, используемых в нескольких или во всех типах изделий комплекса. Агрегатные комплексы представляют собой совокупность типов изделий, взаимосвязанных между собой по функциональному назначению, конструктивному исполнению, главным параметром и другими техническими данным, создаваемых на единой конструктивной технической базе по блочно модульному принципу построения. Классификация ГСП: по выполняемым функциям (средства получения информации, средств использования информации, вспомогательные средства), по виду энергоносителя сигнала (электрические, пневматические, комбинированные), по метрологическим свойствам (средства измерений, изделия не являющиеся средствами измерений), по эксплуатационной законченности (изделия 1-го, 2-го, 3-го порядка), по устойчивости к механическим воздействиям (обыкновенные, виброустойчивые), по защищенности от воздействия окружающей среды (пылезащищенные, водозащищенные, защищенные от агрессивной среды).

4) Обобщенная функциональная схема САУ

Системы автоматики состоят из датчиков, усилительно-преобразовательных и исполнительных элементов

1-задающий элемент осуществляет выработку требуемого сигнала и может быть реализован на элементах памяти или в виде программного механизма. ∑-сравнивающий элемент служит для получения рассогласования между требуемым значением управляемой величины, задаваемым сигналом задатчика, определяемой выходным сигналом усилителя преобразователя. 3,7-усилительно-преобразовательные элементы предназначены усиления и преобразования сигнала за счет вспомогательного источника энергии до величины достаточной для работы последующего элемента. 4,10-корректирующие элементы, применяются для улучшения динамических свойств системы или для реализации принятого значения управления. Различают последовательные и параллельные. 5,6,11,13-вспомогательные элементы, используются при переходе от непрерывных систем к импульсным или цифровым системам. 6-импульсный элемент. 5-ЦАП. 11,13-АЦП. 8-исполнительный элемент, обеспечивает измерение управляемой координаты за счет управляющего воздействия, прикладываемого к объекту управления. 9-ОУ. 12-измерительно преобразовательный элемент датчик, предназначен для получения информации о текущем состоянии ОУ и преобразования информации в форму, пригодную для работы элемента сравнения.

5) Понятие статического и динамического режима работы элемента. Линейное дифференциальное уравнение, описывающее поведение элемента СУ

Свойства СУ определяются главным образом свойствами их элементов. Уравнение, определяющее изменение во времени выходной координаты элемента по заданному изменению во времени его входной координаты, называется уравнением движения элемента. Режим работы элемента, при котором входны и выходные величины являются формулами времени, называются динамические, а уравнение движения элемента в этом режиме – уравнение динамики. Для класса непрерывных элементов эти уравнения являются дифференциальными или интегродифференциалиными. Они определяют поведение элемента при действии возмущающих и управляющих воздействий или после прекращений их действия и представляют собой математическое описание физических процессов, протекающие в элементе. Другим режим работы является статический. Здесь входная и выходные величины не являются формулами времени. Зависимость между входом и выходом элемента устанавливается с помощью статической характеристики, представляющей собой дифференциальное уравнение нулевого порядка или алгебраическое уравнение. Статической характеристикой элемента называется зависимость выходной величины от входной x=f(q) в установленном режиме, q-входная величина, х-выходная величина. Уравнения динамики и статики могут быть линейными и нелинейными. Линейные дифференциальные уравнения, используемые для описания поведения элементов системы, можно решить классическим методом или применением преобразования Лапласа.X(t)=x_общ(t)+x_част(t), , λi-корни однородного уравнения, ki-кратности корней, Cki-произвольная постоянная. Основной общей характеристикой любого элемента является коэффициент преобразования – это отношение выходной величины у к входной величине х: . Элементы СУ могут осуществлять как количественные, так и качественные преобразования. В случае только количественных преобразований в элементе говорят о коэффициенте усиления или стабилизации.