I. Общие сведения о системах и элементах автоматики

Основные понятия, определения и терминологии автоматики

Любой технологический процесс характеризуется физическими величинами, которые принято называть показателями процесса. Для одних процессов показатели могут быть постоянными, для других допускается их изменение в заданных пределах по определенному закону.

Совокупность предписаний, ведущих к правильному выполнению технологического процесса в каком – либо устройстве или ряде устройств (системе), выполняющих один и тот же технологический процесс, называется алгоритмом (законом) функционирования устройства (системы).

Устройство или совокупность устройств, осуществляющих тот или иной технологический процесс, которые нуждаются в оказании специально организованных командах извне для выполнения его алгоритма функционирование, называется управляемым объектом или объектом управления (ОУ).

Каждый объект управления имеет устройство, называемое управляющим органом, при изменении состояния которого показатели процесса будут изменяться в заданных пределах или в заданном направлении.

Через управляющий орган в объект управления поступают воздействия, которые позволяют реализовать заданный (заранее предписанный) алгоритм функционирование. Совокупность предписаний, определяющая характер воздействий извне на объект управления с целью выполнения им заданного алгоритма функционирования, называется алгоритмом управления.

Физические показатели объекта, которые преднамеренно изменяются или сохраняются неизменными в процессе управления, называют управляемыми (регулируемыми) величинами или координатами.

Обычно управляемые величины в объекте управления характеризуют качественные показатели процесса. Поэтому управлять объектом – это, значит, создавать условия, при которых качественные показатели изменялись бы по требуемому закону с определенной точностью, независимо от действия на объект внешних условий.

Управлением называется преднамеренное воздействие на объект, обеспечивающее достижение определенных самим технологическим процессом целей. Если управление осуществляется без непосредственного участия человека, то оно называется автоматическим, а если с участием то – ручным.

Автоматическим управляющим устройством (АУУ) называют техническое устройство, осуществляющее воздействие на объект управления в соответствии с заложенным в нем алгоритмом управления. Автоматическое управляющее устройство воздействует на объект управления через орган управления.

Совокупность объекта управления и автоматического управляющего устройства, которые взаимодействуют между собой в соответствии с алгоритмом управления, называется системой автоматической управления (САУ) (рис. 1). Следует заметить, что система – это не механический набор, а совокупность взаимодействующих между собой элементов.

Из всех операций управления различными технологическими процессами, объединенных определением автоматической системы управления, наибольший интерес для практических целей представляют операции по поддержанию или изменению показателей процесса. Эти операции получили название регулирование. Техническое устройство, предназначенное для автоматического поддержания постоянного значения показателей процесса регулирования или изменение этих показате­лей по какому – либо требуемому закону, называют автоматическим регулятором. Сочетание объекта регулирование с автоматическим регулятором называют автоматической системой регулирования (САР) (рис. 1).

Рис.1.1 Структурная схема системы автоматического управления (регулирования) с отрицательной обратной связью. На рисунке показаны следующие элементы: ЗАФ – задатчик алгоритма функционирования (источник информации о задачах управления); АУУ (АР) – автоматическое управляющее устройство (автоматический регулятор) (совместно с элементом сравнения (ЭС) - устройство для обработки информации); У – усилитель; ИМ – исполнительный механизм; ОУ – объект управления; Д – датчик (источник информации о результатах управления)

Основными свойствами любой системы, в том числе и автоматической, являются: целостность, связность, сложность, организованность.