Модуль I.
Введение.
Тема 1.1. «Понятие об автоматике, роль автоматики в автоматизации технологических процессов на производстве».
Автоматика – отрасль науки и техники, которая изучает методы и технические средства, позволяющие осуществлять технологические процессы (т.п.) производства без непосредственного участия человека.
Примеры технологических процессов выплавки стали: выплавка стали, добыча полезных ископаемых, изготовление кастрюль, чайников и т.д.
Применение автоматики:
повышает производительность труда, скорость и точность выполнения операций и т.п.
освобождает человека от тяжелой физической, а также утомительной однообразной работы
исключает необходимость нахождения человека в условиях вредных для здоровья или опасных для жизни
повышает удобство использования технологического оборудования и культуру производства
обеспечивает многофункциональность оборудования и оперативность заданных механических параметров.
Автоматика является базой для широкой автоматизации производства и быта человека.
Автоматизация – это комплекс мероприятий, направленный на освобождение человека от непосредственного участия в процессе получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов и информации за счет передачи этих функций машинам или механизмам.
В условиях автоматизации устройства и быта за человеком остаются следующие функции:
задание необходимых параметров технологического процесса (температура, скорость, перемещение или вращение, время, освещенность, давление и т.д.)
наблюдение за ходом технологического процесса и качества выпускаемой продукции
первоначальный пуск и наладка технологического процесса, оборудования
контроль за работой машин и механизмов
Автоматизация осуществляется за счет использования устройств автоматики и микропроцессорной техники, объединяемых в автоматизированные системы:
автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП)
автоматизированная система управления предприятием (АСУП)
автоматизированная система диспетчеризации (АСД)
автоматизированная система проектирования (АСП)
В дальнейшем мы будем рассматривать частный случай АСУТП – системы автоматики.
Система автоматики – это совокупность устройств, обеспечивающих выполнение заданных операций Т.П. с определенными параметрами (на заданном уровне), а также контроль за этими параметрами.
Примером системы автоматики является система автоматического регулирования (САР) система автоматического регулирования температуры.
Для того, чтобы изучить принцип работы систем автоматики, необходимо знать принцип работы устройств, входящих в эти системы. Эти устройства называются элементами автоматики.
Примеры автоматических устройств:
Автоматическая система проверки шахт и рудников, автоматическая покраска машин, выпечка хлеба (температура в печи).
Элементами системы автоматизации называется составная часть этой системы, выполняющая определенную функцию и взаимодействующая с др. частями системы.
Тема 1.2. «Общие сведения о системах автоматизации. Виды систем автоматики. Понятие о структурной схеме систем автоматики. Классификация систем автоматики и структурные схемы».
Все системы автоматики в зависимости от выполняемых функций делятся на:
системы автоматического контроля (САК)
системы автоматического управления (САУ)
системы автоматического регулирования (САР)
Структурные схемы систем автоматики наглядно показывают количество и состав входящих в систему элементов взаимодействия этих элементов между собой и объектов автоматизации, а также позволяют рассмотреть принцип работы данной системы.
Для этого на структурных схемах кроме основных узлов и блоков показываем линии связи между ними, а также направление распространения сигнала по линиям связи с помощью стрелок.
Для примера рассмотрим структурную схему автоматического регулирования (САР).
Как видно из структурной схемы в системах автоматики сравниваются два параметра:
эталонный (желаемый)
действительный (контролируемый или регулируемый)
Эталонным параметром называется величина, определяющая необходимый характер технологического процесса.
Действительным параметром называется величина, реально действующая в данный момент времени на объекте автоматизации.
В системах автоматики существуют следующие виды воздействий:
задающие воздействие – определяет величину эталонного параметра для выполнения технологического процесса с высоким качеством.
Существуют два вида задающих воздействий:
для поддержания технологического параметра на определенном уровне
для изменения технологического параметра по определенному закону во времени
возмущающее воздействие – нарушает нежелаемый ход технологического процесса и изменяет один или несколько параметров этого процесса.
регулирующее воздействие – компенсирует (исправляет) вредное влияние возмущенного воздействия и приводит параметры технологического процесса к желаемым по значению в соответствии с задающим воздействием.