Классификация средств автоматизации.

Внедрение в нашей стране Государственной системы приборов (ГСП) позволило наладить выпуск датчиков, преобразователей, усилителей, исполнительных механизмов и других устройств и средств автоматизации с унифицированными входными и выходными параметрами.

Все изделия ГСП составляют четыре группы.

К первой группе относятся датчики.  

Вторая группа - это усилители сигналов, сравнивающие устройства, преобразователи.

В третью группу входят устройства, выполненные на базе микропроцессоров и микро-ЭВМ.

Четвёртая группа - исполнительные устройства.

измерительные элементы  (датчики)

усилители, преобразователи

микропроцессор, микро-ЭВМ

исполнительные устройства

Тема 2.2. Основные понятия о системах автоматики.

Системы автоматики делятся на:

- автоматические системы контроля (АСК);

- системы управления (СУ);

- автоматические системы регулирования (АСР).

 

Автоматическая система контроля (АСК).

КО

Д

ВУ

ЗУ

СУ

Iизм

Iзад

dI=Iзад -Iизм

Рис. 1. Автоматическая система контроля.

АСК осуществляет сравнение контролируемой величины с заданным (эталонным) значением и фиксирование результатов сравнения в форме, удобной для наблюдения.

+ dI

- dI

0

КО – контролируемый объект,

Д – датчик,

ЗУ – задающее устройство,

ВУ – воспроизводящее устройство,

СУ – сравнивающее устройство.

Датчик (Д) измеряет параметр I изм контролируемого объекта (КО) и подает его в сравнивающее устройство (СУ). Задающее устройство подает, заданное человеком значение I зад, в устройство СУ. В СУ происходит сравнение dI = I зад– I изм. Отклонение dI подается на воспроизводящее устройство (ВУ) или прибор, по которому ведется наблюдение за контролируемым объектом.

Прибор имеет шкалу с нолём посередине, что позволяет наблюдать как за величиной отклонения dI, так и за её знаком. Система удобна тем, что нет необходимости следить за величиной контролируемого параметра, оператор наблюдает лишь за отклонением указателя прибора от ноля. Система удобна в случаях контроля множества параметров технологического процесса.

 

Система управления (СУ).

СУ предназначена для выдачи команды на объект управления с целью проведения в нем технологического процесса (рис.3).

Рис. 3. Система управления (СУ).

Человек, при помощи задающего устройства ЗУ, выдает управляющий сигнал на устройство управления УУ, которое измеряет и преобразует этот сигнал в физическую величину, для воздействия на исполнительное устройство ИУ. ИУ выполняет команду, заложенную в сигнале, и воздействует на управляемый объект (УО). Простейшим примером СУ может служить схема включения станка в работу.

пуск

Магнитный пускатель

стоп

Электро- двигатель

станок

Задающими элементами (ЗУ) служат кнопки “пуск” и “стоп”, устройством управления (УУ) - магнитный пускатель, исполнительным устройством (ИУ) – электродвигатель, управляемым объектом (УО) - станок.

Автоматическая система регулирования (АСР).

АСР поддерживает постоянство регулируемой величины или поддерживает изменение регулируемой величины по заданному закону (рис.2а).

Рис.2а. Автоматическая система регулирования (АСР).

Сигнал I зад от задающего устройства подается на сравнивающее устройство СУ. В СУ происходит сравнение заданного сигнала I зад с сигналом I изм от датчика Д, который показывает измеренную величину на управляемом объекте УО. В СУ высчитывается отклонение dI = I зад– I изм. Если I зад= I изм, то отклонение dI =0, это значит что, объект вышел на заданный режим. Если dI не равно 0, то его значение поступает на вход блока УУ, где оно преобразуется в физическую величину с учетом знака и поступает на блок ИУ для воздействия на объект УО.

Подача измеренной датчиком величины сигнала I изм от объекта УО на сравнивающее устройство является обратной связью.

На рис.2б представлена структурная схема АСР которая поддерживает изменение регулируемой величины по заданному закону. Для этого вместо сравнивающего устройства СУ (см. рис.2б) применено программное устройство, которое поддерживает изменение регулируемой величины по заданному закону.

Под автоматическим регулированием понимается непрерывный процесс поддержания регулируемой величины на неизменном уровне или процесс изменения этой величины по заданному закону при любых внешних возмущающих воздействиях. Такие устройства называются автоматическими регуляторами. Внешними возмущающими воздействиями являются изменение параметров режима объекта управления, а также команды персонала.

Рис.2б. Структурная схема системы автоматического регулирования.

Тема 2.3. Понятия об автоматическом регулировании.