Автоматический контроль выполняет измерение различных параметров технологического процесса и их регистрацию с помощью измерительных приборов.
Методическая разработка занятия
по УД «Автоматизированные системы управления и связи»
Тема 5.3 «Основные физические процессы в системах связи и автоматизированных системах управления»
- Основная терминология. Понятие об автоматизации управления производством;
- Основные принципы автоматизации управления технологическим процессом;
- Классификация систем автоматического управления;
- Виды обеспечения автоматических систем управления технологическим процессом;
- Особенности автоматических систем управления технологическим процессом.
1. Основные понятия и определения автоматизации производства
Автоматика - это отрасль науки и техники, которая занимается теорией и построением систем управления, работающих без участия человека. Основой этой отрасли является теория автоматического управления. Следует отметить, что термин «автоматика» используется иногда и в более узком смысле, как совокупность механизмов и устройств, действующих автоматически.
Автоматизация производства - это этап машинного производства, характеризуемый освобождением человека от непосредственного управления производственным процессом и передачей этих функций автоматическим устройствам. Автоматизация предполагает применение методов и средств автоматики для превращения неавтоматических процессов в автоматические.
В современной технике используются разнообразные автоматические устройства и системы, отличающиеся друг от друга физической природой, принципом действия, схемными и конструктивными решениями. Все эти устройства и системы предназначены для выполнения одной из следующих основных задач автоматизации контроля, сигнализации, защиты или управления.
Автоматический контроль выполняет измерение различных параметров технологического процесса и их регистрацию с помощью измерительных приборов.
Автоматическая сигнализация предназначена для оповещения обслуживающего персонала о предельных или аварийных значениях каких-либо физических параметров, о месте и характере нарушений технологического процесса.
Автоматическая защита представляет собой совокупность технических средств, которые при возникновении ненормальных и аварийных режимов либо прекращают производственный процесс, либо устраняют ненормальные режимы.
Дистанционное управление - ручное управление на расстоянии механизмами в пределах производственного комплекса, используя на каждый механизм отдельную линию связи. Телеуправление обеспечивает управление на расстоянии различными объектами с помощью устройств, позволяющих передавать большое количество различных управляющих сигналов одновременно или в разное время по одной связи или по небольшому их числу.
Автоматизированное управление - управление, при котором сбор и обработка информации о состоянии объекта производятся автоматически (с помощью вычислительных машин), а принятие решений и выдача команд управления осуществляются человеком. Человеко-машинная система, осуществляющая такое управление, называется автоматизированной системой управления (АСУ).
Автоматическое регулирование - процесс поддержания какого-либо параметра на заданном уровне или изменение его по определенному закону без участия человека. Совокупность устройств, обеспечивающих автоматическое регулирование, называется системой автоматического регулирования (САР).
Автоматическое управление - управление объектами без участия обслуживающего персонала. Совокупность технических устройств и объекта управления называется системой автоматического управления (САУ).
В общем случае автоматический контроль, сигнализацию, защиту, дистанционное управление и телеуправление можно рассматривать как составную часть процесса автоматического управления, наиболее распространенной разновидностью которого является автоматическое регулирование. Задача автоматического регулирования заключается в том, чтобы поддерживать заданные значения показателей какого-либо процесса или изменять их определенным образом без непосредственного участия человека.
Физические величины, значения которых требуется поддерживать постоянными или изменять в соответствии с технологическими процессами, называются регулируемыми или выходными
величинами. Автоматическое устройство, обеспечивающее регулирование значения какой-либо физической величины, называется автоматическим регулятором, а технический агрегат, в котором происходит процесс, подлежащий регулированию, называется объектом регулирования. Автоматический регулятор совместно с объектом регулирования составляет САР.
Процесс регулирования включает получение информации о задачах регулирования и о регулируемой величине, ее анализ, выработку решения и осуществление регулирующих действий. В соответствии с этим автоматический регулятор должен иметь измерительные, промежуточные и исполнительные устройства.
Измерительное устройство служит для определения действительного значения регулируемой величины и сравнения его с заданным значением. Оно вырабатывает сигнал соответствующего знака, пропорциональный разности измеренного и заданного значений регулируемой величины. Измерительное устройство состоит из чувствительного, задающего и сравнивающего элементов. Чувствительный элемент, или датчик, выполняет функции источника информации о действительном значении регулируемой величины. Задающий элемент служит для введения в систему требуемого закона изменения регулируемой величины. Элемент сравнения осуществляет сопоставление измеренного (хос) и заданного (хз ) значений регулируемой величины и формирование сигнала управления.
Выходной сигнал измерительного устройства в большинстве случаев не может быть непосредственно использован для управления исполнительным устройством САР из-за малой мощности или несовпадения по физической природе. Поэтому между измерительным и исполнительным устройствами включаются промежуточные элементы. Промежуточные элементы преобразуют выходной сигнал измерительного устройства по виду и величине таким образом, чтобы он обеспечивал надежную работу исполнительных устройств системы. К ним относятся усилители, обеспечивающие простое усиление сигнала по величине или мощности, и преобразователи, осуществляющие преобразование сигнала по виду или по требуемому функциональному закону.