67

ЛЕКЦИЯ-1. Тема – «Что такое автоматизация?

Основные определения и типы автоматических систем»

Автоматизация – попытка упростить жизнь

путем ее усложнения.

А. А. Мусаев

ЛИТЕРАТУРА.

1. Ужанский В.С. Автоматизация холодильных машин и установок. – М.: Легк. и пищ. пр-ть, 1982. - 304с.

2. Канторович В.И. Основы автоматизации холодильных установок. –М.:Пищ.пром.1976, -277с.

3. Канторович В.И., Подлипенцева З.В. Основы автоматизации холодильных установок. –М.:ВО Агопромиздат.1987, -287с.

4. Якобсон В.Б. Автоматизация холодильных установок, -М.: Гос. изд. торговой лит., 1958, 295с.

5. Котов К.М., Шершевер М.А. Автоматическое регулирование и регуляторы. - М.: Металлургия, 1987, 384с.

6. Основы автоматизации технологичеких процессов пищевых производств.Под ред. В.А.Соколова. – М.: Легк. и пищ. пром. 1983,- 400с.

Введение.

Технологический процесс, протекающий в каком-либо объекте (холодильной камере, кислородном конвертере, паровом котле, турбокомпрессоре и т.п.) можно характеризовать одним или несколькими параметрами. В качестве параметров процесса могут быть использованы различные физические, химические и другие величины, такие как, температура в холодильной камере, уровень жидкости в барабане парового котла и др. Эти параметры, представляют собой показатели процесса, в определенных случаях должны поддерживать постоянными, независимо от изменений внешних условий, или изменяться по какому-либо закону.

Раздел 1. Основные понятия, определения и классификация

автоматических систем

1.1. Цель и задачи автоматизации.

Основные понятия и определения

Необходимость работы объекта на различных режимах связана с изменением его внешней нагрузки. Но любое по величине изменение внешней нагрузки вызывает вполне определенное отклонение качественных рабочих параметров от заданных постоянных значений, так как при этом в объекте нарушается равенство между приходом и расходом энергии и рабочего вещества. Для приведения качественных параметров к их заданным значениям используется процесс регулирования, который и осуществляет приведение подачи в объект энергии и рабочего вещества в полное соответствие с внешней нагрузкой.

Если в процессе регулирования будет использовано соответствующее устройство, которое непрерывно измеряло бы любые отклонения рабочего параметра от заданного значения и пропорционально им осуществляло изменение в нужном направлении подачи энергии или вещества, то таким образом будет осуществлено автоматическое регулирование рабочего процесса объекта.

Следовательно, задачу автоматического регулирования можно подразделить на три основные задачи. Первую из этих задач можно представить следующим образом: имеется процесс, характеризуемый определенным значением некоторой величины (или некоторых величин); эту величину, называемую регулируемой величиной или регулируемым параметром, требуется поддерживать на постоянном в известных пределах значении.

Первая задача часто называется задачей стабилизации параметров. Примерами задач стабилизации могут служить: регулирование давления и температуры перегретого пара; регулирование числа оборотов турбины; регулирование уровня воды в барабане котла и множество других случаев.

Второй задачей автоматического регулирования является задача поддержания соответствия между двумя зависимыми величинами или одной зависимой и другими независимыми величинами. Эта задача часто называется задачей регулирования соотношения или задачей следящего регулирования. Например, регулирование соотношения топливо—воздух в процессе сжигания топлива или соотношения расход пара—расход воды при питании котлов водой и т. д.

Третьей задачей автоматического регулирования является задача поддержания значения регулируемой величины так, чтобы она изменялась во времени по определенному закону. Эта задача носит название программного регулирования. Типичным примером этого является регулирование температуры при термической обработке металла, например при его закалке, при решении двух последних задач приходится одновременно решать и первую — задачу стабилизации.

Таким образом, задача стабилизации, т. е. поддержания постоянного значения регулируемой величины является наиболее общей и основной.

К основным понятиям и определениям, на которых сформировано изучение данной дисциплины, и без понимания которых невозможен процесс обучения, относятся следующие.

Автоматическое управление - называется процесс, при котором операции управления технологическим процессом в энергетической установке выполняются посредством системы, функционирующей без вмешательства человека в соответствии с заранее заданным алгоритмом.

Автоматическая система с замкнутой цепью воздействия, осуществляющая процесс регулирования в технологическом объекте и в которой управляющее (регулирующее) воздействие вырабатывается в результате сравнения текущего значения регулируемой величины с заданным (предписанным) ее значением, называется автоматической системой регулирования (АСР).

Технологический процесс – это совокупность взаимосвязанных процессов, протекающих в энергетической установке, при реализации которых исходное вещество превращаются в готовое, заданное вещество или энергию.

Автоматическими  регулирующими устройствами называются  устройства,  которые управляют различными процессами и контролируют их без непосредственного участия человека.

Установка, аппарат или процесс, подлежащий автоматизации, называется объектом, а все окружающее оборудование взаимодействующие с ними - внешней средой.

Система - совокупность элементов или устройств, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность (единство).

Объект управления – это одно или совокупность технологических устройств (машин, орудий труда, средств механизации), выполняющих определенный технологический процесс с точки зрения управления и в котором регулируется определенная физическая величина.

Операция управления - обеспечивает в нужные моменты начало, порядок следования и прекращения рабочих операций, выделяет необходимые для их выполнения ресурсы.

Под   управлением   понимается   процесс   организации   такого целенаправленного воздействия на объект управления, в результате, которого последний переходит в требуемое (целенаправленное) состояние.

Параметр   производственного   технологического   процесса  или технологического объекта, который необходимо поддерживать постоянно в заданном значении или изменять по определенному закону называется регулируемой величиной.

Значение регулируемой величины, которое согласно заданию должно поддерживаться в любой момент времени, называют заданным значением регулируемой величины (регулируемого параметра).

Схема изображающая звенья системы и последовательность процессов внутри устройства или системы, называется функциональной схемой.

Звено - элемент, входящий в САУ в котором определенным образом преобразуется входной параметр в выходной (схематически изображается в виде блока, но не отражает особенности его конструкции).

Информация всегда связана с материальным носителем какой-либо физической величины. В технических системах такие носители называют носителями сигналов (например, электрические напряжения и ток, давление, механическое перемещение и др.), которые можно изменять в соответствии с передаваемой информацией.

Элементы обратной связи - это компоненты АСР необходимые для определения функциональной зависимости между сигналом обратной связи и регулируемого выходного сигнала.

Уставка - это внешний сигнал, подаваемый в точку суммирования (на элемент сравнения) системы регулирования, побуждающий установку произвести указанные действия.

Регулируемый выходной сигнал - это контролируемая физическая величина или параметр объекта регулирования.

Сигнал обратной связи - это функция выходного сигнала. Данный сигнал подается в точку суммирования и алгебраически складывается с входным сигналом для выработки управляющего сигнала.