Технологические процессы как объекты автоматического управления. Возмущения, управляющие воздействия, входы и выходы. Обобщенная, структурная схема

Производственный процесс на машиностроительном предприятии может состоять из технологических операций непрерывных, характерных для химических производств, и дискретных, чаще распространенных в машиностроении, приборостроении и др. Однако при всем многообразии технологических процессов, встречающихся в машиностроении, большинство из них можно отнести в первом приближении к категории непрерывных на отрезке времени «контроль—управление».

Любой производственный, технологический процесс или технический объект характеризуются определенными физическими параметрами (расход вещества и энергии, режимы резания, температура, давление). Для обеспечения требуемого режима эти параметры необходимо поддерживать постоянными или изменять по определенному закону

Управление – воздействие на основе имеющихся данных, на процесс, с целью получения желаемого результата на выходе объекта.

Объект управления независимо от его физической природы схематично изображают в виде и с помощью стрелок, отражающих его взаимодействие с внешней средой. Формальную модель объекта можно представить в виде множества величин, описывающих процесс функционирования реального объекта и образующих в общем случае следующие подмножества:

1. совокупность входных воздействий (координат) на систему

2. совокупность воздействий внешней среды:

3. совокупность выходных характеристик (координат) системы

Рисунок 2. Схема объекта управления

Объект управления – место протекания рабочего процесса.

Возмущения – это воздействие некоторых величин, не относящихся на прямую к рабочему процессу, но определяющие условия, в которых протекает рабочий процесс (обычно воздействие окружающей среды).

Структурная схема одноконтурной САР промышленным объектом управления приведена на рисунке 5. Основными элементами ее являются: АР - автоматический регулятор, УМ - усилитель мощности, ИМ - исполнительный механизм, РО - регулируемый орган, СОУ - собственно объект управления, Д - датчик, НП - нормирующий преобразователь, ЗД - задатчик, ЭС - элемент сравнения.

Рисунок 5. Структурная схема САР промышленным объектом управления.

Обозначение переменных: у_з- задающий сигнал, е- ошибка регулирования, и_р - выходной сигнал регулятора, - управляющее напряжение, h- перемещение регулирующего органа, Qт- расход вещества или энергии, F- возмущающее воздействие, T- регулируемый параметр (например температура), y_oc- сигнал обратной связи (выходное напряжение или ток преобразователя).

Характерной особенностью схемы является наличие нормирующего преобразователя НП, обеспечивающего работу автоматического регулятора со стандартными значениями тока (4-20 mA) или напряжения (0-10 В).

По характеру установившегося значения выходной величины объекта при действии на его вход ступенчатого сигнала выделяют объекты с самовыравниванием и без самовыравнивания.

По количеству входных и выходных величин и их взаимосвязи объекты делятся не одномерные (один вход и один выход) и многомерные. Последние могут быть многосвязными - когда наблюдается взаимное влияние каналов