Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Основные понятия и определения автоматики

История автоматики как отрасли техники тесно связана с развитием автоматов, автоматических устройств и автоматизированных комплексов. В стадии становления автоматика опиралась на теоретическую механику и теорию электрических цепей и систем и решала задачи, связанные с регулированием давления в паровых котлах, хода поршня паровых и частоты вращения электрических машин, управления работой станков-автоматов, АТС, устройствами релейной защиты. Соответственно и технические средства автоматики в этот период разрабатывались и использовались применительно к системам автоматического регулирования. Интенсивное развитие всех отраслей науки и техники в конце первой половины XX века вызвало также быстрый рост техники автоматического управления, применение которой становится всеобщим.

Вторая половина XX века ознаменовалась дальнейшим совершенствованием технических средств автоматики и широким, хотя и неравномерным для разных отраслей народного хозяйства, распространением автоматических управляющих устройств с переходом к более сложным автоматическим системам, в частности в промышленности - от автоматизации отдельных агрегатов к комплексной автоматизации цехов и заводов. Особенностью является использование автоматики на объектах, территориально удаленных друг от друга, например крупные промышленные и энергетические комплексы, аграрные объекты по производству и переработке сельскохозяйственной продукции и т. д. Для связи между отдельными устройствами в таких системах применяются средства телемеханики, которые совместно с устройствами управления и управляемыми объектами образуют телеавтоматические системы. Большое значение при этом приобретают технические (в том числе телемеханические) средства сбора и автоматической обработки информации, так как многие задачи в сложных системах автоматического управления могут быть решены только с помощью вычислительной техники. Наконец, теория автоматического регулирования уступает место обобщённой теории автоматического управления, объединяющей все теоретические аспекты автоматики и составляющей основу общей теории управления.

Автомат (греч. automatos – самодействующий) – это устройство, или совокупность устройств, функционирующее участия без человека.

Автоматизация – это процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Введение автоматизации на производстве позволяет значительно повысить производительность труда, сократить долю рабочих, занятых в различных сферах производства.

До внедрения средств автоматизации замещение физического труда происходило посредством механизации основных и вспомогательных операций производственного процесса. Интеллектуальный труд долгое время оставался немеханизированным. В настоящее время операции интеллектуального труда становятся объектом механизации и автоматизации.

Существуют различные виды автоматизации.

1. Автоматический контроль – включает автоматическую сигнализацию, измерение, сбор и сортировку информации.

2. Автоматическая сигнализация – предназначена для оповещения о предельных или аварийных значениях каких-либо физических параметров, о месте и характере нарушений ТП.

3. Автоматическое измерение, обеспечивает измерение и передачу на специальные регистрирующие приборы значений контролируемых физических величин.

4. Автоматическая сортировка – осуществляет контроль и разделение продуктов по размеру, вязкости и другим показателям.

5. Автоматическая защита – это совокупность технических средств, обеспечивающих прекращение контролируемого ТП при возникновении ненормальных или аварийных режимов.

6. Автоматическое управление, включающее комплекс технических средств и методов по управлению оптимальным ходом ТП.

Эти, и другие понятия, относящиеся к автоматизации и управлению, объединяет кибернетика – наука об управлении сложными развивающимися системами и процессами, изучающая общие математические законы управления объектами различной природы (kibernetas (греч.) – управляющий, рулевой, кормчий).

Система автоматического управления (САУ) - это совокупность объекта управления (ОУ) и устройства управления (УУ), взаимодействующие между собой без участия человека, действие которой направлено на достижение определенной цели.

Объект управления (Рис.1.1) – отдельное устройство, установка, ТП и др., характеризующееся конкретными параметрами и подлежащее управлению.

Устройство управления (УУ) или регулятор – это устройство или совокупность устройств, состоящее из средств автоматики и телемеханики, формирующее регулирующее воздействие для ОУ.

Рис.1.1. Объект управления (общее представление): z1, z2, … zn – входные регулирующие (управляющие) воздействия; y1, y2, …yn – выходные управляемые величины (параметры); f1, f2, …fn - возмущающие воздействия.

 

Используется три основных вида схем автоматики:

1.Структурная схема САУ (Рис. 1.2) отображает наиболее общие связи между УУ и ОУ.

Структурная схема САУ, как правило, используется при математическом моделировании процесса управления.

Обратная связь (ОС) – это связь между выходом и входом системы или отдельного элемента внутри системы.

Главная ОС – связь между выходом и входом системы.

Местная ОС (коррекция) – это связь внутри системы, охватывающая один или несколько элементов (на структурной схеме САУ не отображена).

2. Функциональная схема САУ (Рис 1.3) отображает устройства и элементы САУ более подробно, а также функциональные связи между ними.

Рис. 1.2. Структурная схема САУ: УУ – устройства управления; ОУ – объект управления; ОС – обратная связь; g(t) – задающее воздействие; z(t) – управляющее воздействие; y(t) – управляемая величина (регулируемый параметр); f(t) – возмущающее воздействие.

 

Рис. 1.3. Функциональная схема САУ: ЗУ – задающее устройство; УС – устройство сравнения; УПУ – усилительно-преобразующее устройство; УВ – устройство воздействия (может содержать свои элементы, Рис. 1.4); ОУ – объект управления; Д – датчик; ИП – информационный преобразователь; УИ – устройство измерения; КЭ – корректирующий элемент; g(t) – задающее воздействие (некоторая физическая величина); х(t) – задающее воздействие той же природы что и y1(t); ε(t)– рассогласование между х(t) и y1(t); u(t) – сигнал управления, обеспечивающий функционирование УВ; z(t) – управляющее воздействие; y(t) – контролируемый параметр; y1(t) – измеренное значение параметра y(t).
Рис. 1.4. Структурная схема устройства воздействия: ИУ – исполнительное устройство (реле МП, ЭД); РУ – регулирующее устройство (насос, электромагнитный клапан).

 

3.Принципиальная схема САУ позволяет определить наличие, расположение, степень значимости элементов и все связи между ними.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:898

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.