В общем понимании автоматизированного управления предприятием объектами автоматизации являются комплексы и отдельные технологические процессы или агрегаты. На нижнем уровне сложных иерархических систем управления, где основными задачами являются логико-программное управление и автоматическое регулирование, целесообразно говорить об объектах регулирования, хотя можно использовать и термин "объекты управления", имея в виду, что объекты регулирования - их частный случай.

Объекты управления и их свойства

Рассмотрим свойства простых объектов, в которых регулируют технологические параметры - температуру, уровень, давление, расход, концентрацию и тому подобное. Таким образом, в нашем случае объектом регулирования или управления (иногда употребляют термин "объект автоматизации") будет технологический процесс или технологический агрегат, в котором происходят процессы преобразования вещества или энергии, характеризующихся комплексом значений технологических параметров и потребует организованного целенаправленного вмешательства путем создания специальных управляющих воздействий (управлений).

  
Одним из эффективных приемов получения и представления математических моделей (ММ) системы является использование типовых элементарных звеньев. Основная идея этого метода заключается в том, что вводятся элементарные звенья с заданными свойствами, а их перечень дает возможность представить любую автоматическую систему регулирования (АСР) совокупностью этих звеньев и определенными связями между ними. Типичное элементарное звено - это звено с одним входом и выходом, которое является направленным, то есть сигнал проходит только в одном направлении - от входа на выход.

Типичные элементарные звенья АСР

Имея перечень типовых элементарных звеньев и их характеристики, реальную АСР представляют соответствующими соединениями указанных звеньев. При этом одной из них может соответствовать как отдельный элемент АСР, так и некоторая ее часть, то есть возможность получать ММ разной степени детализации. Итак, объекту можно поставить в соответствие одно звено или несколько звеньев. В теории автоматического регулирования пользуются такими элементарными звеньями: усилительным, интегрируемым, дифференцирующим, апериодическим, колебательным, с постоянным запаздыванием.

  
Автоматизированное литьевое оборудование в настоящее время может выполнять многие производственные функции в автоматическом режиме - устанавливать закладные конструкции в литьевые формы, снимать / укладывать / транспортировать готовые изделия из пресс-форм, отделять литники из пресс-форм и извлекать изделия, смазывать формы и другие технологические операции.

Автоматизированные системы управления техпроцессов литья пластмасс

Автоматизированные системы управления техпроцессов литья пластмасс могут выполнять несколько последовательных технологических операций, а также обслужить несколько литьевых машин одновременно. Оборудование, которое располагается в литьевом цехе, управляется автоматизированной системой управления цеха, ведь термопластавтомату задают технологические операции заранее, который выполняет их в заданной последовательности.

  
При создании и исследовании автоматических систем регулирования (АСР), то есть, при решении двух основных задач - анализа и синтеза, используют математические модели (ММ). Они представляют собой совокупность математических зависимостей, связывающих выход отдельного элемента или системы в целом с различными входными величинами (возмущениями и управлениями) в статике и динамике, то есть в установившемся и переходном режимах. В последнее время при применении микропроцессорных систем матмодели используют значительно шире. Они могут включаться непосредственно в контур управления или с их помощью решают задачи оптимального управления сложными объектами.

Использование математических моделей в АСР

Хорошо известны системы с идентификатором в цепи обратной связи, эталонными моделями (идентификатор - устройство, с помощью которого по экспериментальным данным в процессе работы системы получают необходимые ММ). Вопрос получения и анализа ММ очень сложные, они охватывают широкий спектр понятий и приемов. Чаще всего используют такой принцип: АСР разбивают на участки или элементы, для которых легко найти ММ, а модель системы в целом получают использованием ММ отдельных элементов.

  
При длительной работе системы управления происходят определенные изменения характеристик и свойств отдельных ее элементов, прежде всего объекта. Поэтому в общем случае все системы условно разделяют на стационарные и нестационарные. Для первых принимается предположение, что параметры системы не изменяются (вернее, этими изменениями можно пренебречь). Для вторых изменения параметров приобретают существенное значение, их необходимо учитывать, а это предопределяет создание адаптивных систем.

Принципы регулирования в АСР

По характеристикам сигналов все системы делятся на непрерывные (аналоговые) и дискретные. В непрерывных системах все сигналы - это непрерывные функции времени. В дискретных системах есть элементы, выходные сигналы которых меняются скачкообразно при плавном изменении входных и представляют собой импульсы определенной величины и продолжительности. К дискретным системам относятся позиционные (релейные), импульсные и цифровые. Последние имеют сейчас наибольшее значение в связи с использованием в системах управления микропроцессорных устройств и компьютеров.

  
Средства измерения - это совокупность технических средств и элементов, которые используются при измерении и имеют нормированные метрологические характеристики и свойства, то есть соответствуют требованиям метрологии к единицам, точности измерения, надежности и воспроизведения полученных результатов, а также требованиям по размерам, конструкции и качеству. Основными видами средств измерения являются меры, измерительные приборы, преобразователи, измерительные установки и измерительные системы. Мерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера, например, веса - меры массы: 1 кг; 0,5 кг; 0,2 кг; 0,1 кг и другие.

Классификация средств измерения и измерительных систем

Измерительным прибором называется средство измерения, предназначенное для формирования информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По форме выдачи информации приборы делятся на аналоговые, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины, и цифровые, показы которых дискретные, а информация подается в цифровой форме. Кроме того, приборы бывают: показывающие, самопишущие, сигнальные, регулирующие, со счетчиками, нормируемыми преобразователями и другими дополнительными функциями.

  
Во всех измерениях, независимо от измеряемой величины, метода и средств измерения, общее, что составляет основу измерения - сравнение практическим путем измеряемой величины с другой, подобной ей, принятой за единицу. При любом измерении с помощью эксперимента физическую величину определяют в виде некоторого принятого для нее числа единиц. Единство измерений - такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Единство измерений необходимо для того, чтобы можно было сравнить результаты измерений при проведении их в разных местах, в разное время, разными методами и средствами измерений.

Виды методов и средств измерения

Измерением называется определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Оно заключается в сравнении с другой однородной величиной, условно принятой за единицу измерения. Физическая величина - свойство, общее в качественном отношении во многих физических объектов, но в количественном отношении - индивидуальная. Так, температура, давление, уровень как физические величины в качественном отношении общие, однако в количественном - разные, например, температура и давление для различных корпусов выпарной установки разные.

  
Типовое проектное решение (ТПР) в области АСУ, представляет собой комплект программных продуктов и технической документации, содержащий проектные решения по части объекта проектирования, включая программные средства и предназначенный для многократного применения в процессе разработки, внедрения и функционирования АСУ с целью уменьшения трудоемкости разработки, сроков и затрат на создание АСУ и ее частей.

'ГОСТ

ТПР разрабатывают при наличии однородных объектов управления, для которых создание ТПР АСУ является экономически целесообразным. ТПР является результатом работы по типизации, заключающейся в приведении к единообразию по установленным признакам наиболее рациональных индивидуальных (не типовых) проектных решений, объединяемых областью применяемости и общими требованиями к ним.

  
В реальных автоматизированных системах часто возникает потребность в компенсации всех трех видов возмущений: координатных, параметрических, структурных. Во многих случаях компенсация одного из возмущений приводит к полной или частичной компенсации других видов возмущений. Для компенсации возмущений используются различные функциональные структуры. При непосредственном измерении возмущений можно так организовать дополнительный контур в системе, что исходная величина не будет вообще чувствовать действие возмущений (так называемые инвариантные системы).

Современные комбинированные, адаптивные и самонастраивающиеся системы автоматизации

В автоматизированных системах управления чаще всего организуют контур по отклонению, когда сигнал управления формируется согласно величине отклонения регулируемых координат от их заданных значений. При необходимости улучшения качества управления и в соответствии с конкретными свойств объекта применяются комбинированные системы. Отдельный класс составляют современные адаптивные системы, которые для объектов различных отраслей промышленности они имеют первостепенное значение.

  
Отметим еще один принципиально важный момент: структурное управление приобретает все большее значения при внедрении программно-технических комплексов, так как оно касается и программных средств, которые в ряде случаев играют решающую роль. Есть еще одна важная особенность: структуры контуров координатного и параметрического управления близки между собой по методам компенсации возмущений, а оба эти контуры вместе с объектом автоматизации составляют объект для контуров структурного управления. Выбор варианта функциональных структур определяется двумя факторами: видом задачи управления и способом компенсации возмущений.

Функции систем структурного, координатного и параметрического управления объектами автоматизации

Для координатного и параметрического управления важны классы систем:
1. системы стабилизации должны обеспечивать "близость" текущего значения координат (параметров) до их заданного значения и оценку точности такого приближения;
2. в системах программного управления "близость" текущего значения оценивается при изменении задания (программы);
3. в системах стабилизации программного управления заданные значения координат известны, но в первом случае они постоянны на длительных интервалах времени, во втором - изменяются по программе.


Яндекс.Метрика Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru   "СМАРТ Системы"      © 2007-2016 Все права защищены.