Статическое и астатическое регулирование

Автоматические системы регулирования принято подразделять на статические и астатические в зависимости от того имеют ли они или не имеют отклонение или ошибку в установившемся состоянии при воздействиях, удовлетворяющих определенным условиям. Система регулирования называется статической по отношению к возмущающему воздействию, если при воздействии, стремящемся с течением времени к некоторому установившемуся постоянному значению, отклонение регулируемой величины так же стремится к постоянному значению, зависящему от величины воздействия. Система регулирования называется астатической по отношению к возмущающему воздействию, если при воздействии, стремящемся с течением времени к некоторому установившемуся постоянному значению, отклонение регулируемой величины стремится к нулю вне зависимости от величины воздействия.

Переходные процессы в статических (1) и астатических (2) АСР. РИС1

В статической системе регулирования статическая характеристика всегда изображается наклонной линией (РИС2)

Статические характеристики статической и астатической АСР.РИС2

Система регулирования называется статической по отношению к управляющему воздействию, если при воздействии, стремящемуся с течением времени к некоторому установившемуся постоянному значению, ошибка так же стремится к постоянному значению, зависящему от величины воздействия. Система регулирования называется астатической по отношению к управляющему воздействию, если при воздействии, стремящемуся с течением времени к некоторому установившемуся постоянному значению, ошибка стремится к нулю вне зависимости от величины воздействия. Для астатических систем регулирования статическая характеристика всегда изображается прямой, параллельной оси абсцисс (Рис. 1.10,б). Следует подчеркнуть, что одна и та же система регулирования может быть астатической по отношению, например, какому-либо возмущающему воздействию и статической по отношению к управляющему воздействию и наоборот. Таковой, в частности, является автоматическая система регулирования давления свежего пара при выходе из котла.

Понятие исполнительного устройства (механизма)

Исполнительный механизм, сервопривод, устройство, предназначенное для перемещения регулирующего органа в системах автоматического регулирования или дистанционного управления, а также в качестве вспомогательного привода элементов следящих систем, рулевых устройств транспортных машин и т. п. Изменение положения регулирующего органа вызывает изменение потока энергии или материала, поступающих на объект, и тем самым воздействует на рабочие машины, механизмы и технологические процессы, устраняя отклонения регулируемой величины от заданного значения. Исполнительный механизм не только изменяет состояние управляемого объекта, но и перемещает регулирующий орган в соответствии с заданным законом регулирования при минимально возможных отклонениях. В большинстве случаев Исполнительный механизм действуют от посторонних источников энергии, так как непосредственное управление Исполнительный механизм от первичных элементов регулирования (реле, датчиков и др.) невозможно вследствие их малой мощности, недостаточной для воздействия на регулирующий орган.

Исполнительный механизм обычно состоит из двигателя, передачи и элементов управления, а также элементов обратной связи, сигнализации, блокировки, выключения. Исполнительный механизм для регулирования потока жидкостей и газов представляет собой клапан, задвижку или затвор, перемещаемые гидравлическим, пневматическим или электрическим приводом. В пневматических системах автоматики применяют мембранные и поршневые пневмоприводы. Электромеханические Исполнительный механизм широко используют в промышленной автоматике; они имеют обычно привод от асинхронного электродвигателя, иногда от электромагнита (соленоида), применение которого ограничено из-за резких (рывком) воздействий на управляемый орган. Гидравлические Исполнительный механизм работают при давлении до 3 Мн/м2 (30 кгс/см2), пневматические до 0,6 Мн/м2 (6 кгс/см2). Большинство электрических Исполнительный механизм имеют мощность электродвигателей от 10 вт до одного, а в отдельных случаях до нескольких квт.Типичными исполнительными механизмами являются:

Задвижка

Регулирующий клапан регулятора

Насос

Шаговый электродвигатель

Теплонагревательный электрический элемент (ТЭН)

Соленоид

Пневмоотсечная арматура

Классификация систем управления по уровню и ступеням управления

Программное обеспечение АСУТП

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) — это совокупность технических и программных средств, которые предназначенны для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях.

АСУ ТП могут состоять из отдельных систем автоматического управления (САУ) и автоматизированных устройств, которые образуют единый комплекс. АСУ ТП имеет в своем составе систему операторского управления и мониторинга технологическими процессами в виде так называемого пульта управления, средства обработки и архивирования технологических данных о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики (полевой уровень), контроллеры (PLC), исполнительные устройства. Для обмена данными в АСУ ТП используются промышленные сети.

Современная автоматизация - это и компьютеры, и контроллеры, и датчики, и промышленные сети, и, конечно, программное обеспечение. Программное обеспечение SCADA занимает в этом ряду особое место. SCADA-системы являются неотъемлемой (хотя и не всегда обязательной) частью автоматизированных систем управления технологическими процессами. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition, Диспетчерское управление и сбор данных) — программное обеспечение (П.О.) для сбора, обработки, визуального отображения и архивирования технологической информации об объекте управления.

Системы координат промышленных роботов (ПР). Задача определения степеней подвижности ПР.

Динамические режимы функционирования САУ.

Полоса пропускания и шум при передачи сигналов в АСУТП.

Исполнительные механизмы. Их виды.

Исполнительный механизм (ИМ) представляет собой приводную часть исполнительного устройства.

Исполнительный механизм (ИМ) предназначен для перемещения регулирующего органа под воздействием сигнала от управляющего устройства.

По виду потребляемой энергии ИМ подразделяются:

- электрические;

- пневматические;

- гидравлические.

Наиболее часто применяются электрические и пневматические ИМ.

Электрические ИМ по принципу действия подразделяются на электромагнитные и электродвигательные.

Пневматические исполнительные механизмы

В качестве исполнительных механизмов в пневматических системах применяются поршневые и мембранные пневмоприводы.

Поршневые отличаются от мембранных большей величиной перемещения рабочего органа и большим развиваемым усилием. Применяются они редко.

Позиционеры

Принцип работы позиционера основан на преобразовании импульса, поступающего от регулирующего прибора, в давлении воздуха, необходимое для обеспечения заданного хода дроссельного органа. Применяются позиционеры для повышения мощности и быстродействия ИМ.