Побудова алгоритму функціонування.

Алгоритм функціонування це сукупність вказівок які регламентують правильність виконання технологічного процесу і включає в себе операції по підготовці, включення об’єкта в роботу, по підтримці основних технологічних параметрів в необхідних межах.

Алгоритм функціонування вибраного об’єкту і його блок-схема розробляються на основі технології виробництва (або обробки) заданого продукту, вибраного технологічного обладнання і переліку основних параметрів що характеризують даний технологічний процес.

П обудова алгоритму функціонування складається з побудови блок–схеми та опису функціонування об’єкту.

Приклад блок–схеми алгоритму функціонування зображено на рисунку 3.

Розробка алгоритму управління.

Алгоритм управління – це сукупність приписів, що визначають характер керуючих впливів на об'єкт з метою здійснення ним заданого алгоритму функціонування з урахуванням динамічних властивостей систем, він включає в себе сукупність команд з указанням позицій для кожної команди згідно схеми автоматизації. Алгоритм управління включає команди по управлінню послідовністю протікання процесу (пуск, зупинка, включення, виключення) та його напрямком, а також команди управління режимами процесу (контроль, вимірювання, регулювання, порівнювання тощо).

Алгоритм управління розробляється на основі алгоритму функціонування і включає в себе схему та опис алгоритму управління об’єктом.

Приклад блок–схеми алгоритму управління зображено на рисунку 4.

Розробка функціонально-технологічної схеми автоматизації об'єкту управління.

Функціонально-технологічна схема автоматизації (ФТСА) це схема, на якій за допомогою умовних позначень зображують органи управління, прилади і засоби автоматизації і зв'язки між ними, які визначають в цілому принципи побудови системи автоматичного контролю і управління об'єктом.

У процесі розробки ФТС на основі аналізу умов роботи технологічного обладнання і агрегатів необхідно вирішити наступні основні питання:

1) визначити оптимальний об'єм (рівень) автоматизації технологічного процесу;

2) визначити групи автоматично керованого технологічного обладнання (приводів механізмів, запірних органів і т.п.), що входять в локальні контури автоматичного управління;

3) визначити об'єми автоматичних захистів і блокувань технологічних агрегатів і установок;

4) вибрати основні технічні засоби автоматизації, що найбільш повно відповідають вимогам і умовам роботи об'єкта;

5) визначити місця розташування приладів і апаратури на щитах і пультах центральних пунктів управління, диспетчерських пунктів, безпосередньо у агрегатів і т. п.

Системи автоматизації технологічних процесів потрібно будувати на базі засобів автоматизації які випускаються серійно.

Функціонально-технологічна схема автоматизації об’єкту управління приводиться у графічній частині роботи.

Вибір принципу регулювання та розробка структурної схеми автоматизації об’єкта управління.

В основі побудови систем автоматичного управління лежать три фундаментальних принципи: розімкненого управління (регулювання); управління по збуренню і управління по відхиленню (по помилці).

П ринцип розімкненого управління полягає в тому, що алгоритми управління виробляються тільки на основі заданого алгоритму функціонування і не контролюються іншими чинниками–збуреннями або вихідними координатами системи (рис.5). Схема системи в цьому випадку має вигляд розімкненого кола, в якому основний вплив передається від вхідного (задаючого) елемента ЗПр до вихідного ОУ (об'єкту). Основним недоліком його є те, що зв'язок між у і х в розімкнених системах забезпечується тільки конструкцією і підбором фізичних закономірностей, діючих у всіх елементах. На цьому принципі побудовані всі системи сигналізації, захисту, контролю, блокування.

Ряд пристроїв, що застосовуються в автоматиці, є елементами з управлінням по розімкненому колу (перемикачі, реле, логічні елементи, деякі перетворювачі, підсилювачі, лічильні елементи, що виконують операції диференціювання, інтегрування і т.п.

Принцип управління по збуренню. Суть його в наступному: для компенсації шкідливого впливу якого-небудь збурення f необхідно виміряти це збурення і в залежності від результатів вимірювання здійснити керуючий вплив на об'єкт, забезпечуючи зміну керованої величини згідно з необхідним законом або підтримку її на заданому рівні.

Д ля реалізації цього принципу в склад САУ повинні входити (рис. 6): чутливий елемент ЧЕ і виконавчий елемент (ВЕ). Між чутливим і виконавчим елементами можуть бути різні проміжні елементи ПЕ (підсилювачі, перетворювачі і т.п.).

Правильно сконструйований регулятор, працюючий за цим принципом, забезпечує незалежність (інваріантність) керованої величини у від впливу f.

П ринцип управління по відхиленню. Як відомо, основна задача будь-якої автоматичної системи управління полягає у виконанні рівності g(t)=у(t) з тією або іншою мірою точності, т. б. при роботі машин або виконанні технологічного процесу виникає відхилення є(t) = g(t)–у(t). При ідеальній роботі САУ є(t)=0 для всіх моментів часу. Для реальних систем при є(t) ≠ 0 задача може полягати лише в зменшенні цього відхилення до допустимого значення.

Суть управління по відхиленню полягає в тому, що тим або іншим шляхом визначається є(t) і в залежності від величини і знаку цього відхилення здійснюється керуючий вплив, що зводить помилку до нуля (в реальних САУ – до допустимого значення). У загальному випадку такі системи повинні мати задаючий, чутливий і порівнюючий елементи (рис. 7).

Важливою перевагою САУ по відхиленню є відсутність жорстких вимог до стабільності характеристик елементів регулятора і об'єкта, істотним недоліком схильність до коливань, що значно ускладнює розрахунок таких систем. Тому зараз створюються комбіновані системи, що використовують два останні принципи одночасно. Наступним етапом розробки системи автоматизації є розробка структурної схеми САУ.

Структурна схема автоматичної системи управління – це графічне зображення об’єкту управління та системи управління (СУ) з указанням відповідних зв’язків між ними. В процесі розробки структурної схеми АСУ необхідно вияснити взаємозв’язки між об’єктом управління і СУ, а саме: вихідні параметри об’єкта які характеризують кількісні та якісні показники функціонування; якими параметрами буде керувати СУ; які параметри необхідно контролювати з метою отримання інформації яка необхідна для прийняття рішення.

При побудові структурної схеми використовуються буквені та графічні позначення. Використання буквених позначень носить довільний характер, тому під схемою або в тексті опису схеми необхідно навести розшифровку використаних буквених позначень. Приклад побудови структурної схеми автоматичної релейної системи управління рівнем води в баштовій водокачці приведений на рисунку 8.