Общие принципы построения систем автоматики

Любой технический процесс характеризуется физическими величинами — показателями процесса, которые для правильного хода процесса должны либо поддерживаться постоянными (поддержание частоты переменного тока 50 Гц на электростанциях), либо удерживаться в заданных пределах (поддержание температуры в обогревателях для цыплят в пределах ±1°С), либо изменяться по заданному закону (изменение освещенности — искусственные сумерки и искусственный рассвет).

Совокупность операций, необходимых для поддержания или изменения в требуемом направлении показателей процесса, называется регулированием, а сами показатели процесса — регулируемыми величинами.

Регулирование, происходящее без всякого участия человека, :называют автоматическим, а регулирующие устройства, осуществляющие такое регулирование — автоматическими регуляторами.

Техническое устройство, осуществляющее процесс, который необходимо регулировать, называется объектом регулирования. Чтобы можно было осуществить регулирование, объект должен иметь регулирующий орган, при изменении положения или состояния которого показатели процесса будут изменяться в заданных пределах или направлении.

В качестве регулирующего органа, который, как правило, входит составной частью в регулируемый объект, могут быть различные устройства, приспособления и т. д. Так, регулирующим органом в электрическом генераторе может быть обмотка возбуждения, в водонаборной башне — вентиль, управляющий подачей воды в башню, в вентилируемом помещении — задвижка в вентиляционной трубе и т. д. Совокупность объекта регулирования и автоматического регулятора образует систему автоматического регулирования (САР).

Любую систему автоматического регулирования можно представить в виде отдельных устройств — элементов, которые в процессе работы испытывают на себе воздействие различных факторов. К ним относятся воздействия, поступающие как на систему в целом, так и на отдельные ее, элементы.

Воздействия бывают внутренние и внешние. Внутренними воздействиями называются такие, которые передаются внутри системы от одного элемента к другому, образуя последовательную цепь внутренних воздействий, обеспечивающих протекание технического процесса с заданными показателями.

Внешние воздействия в свою очередь можно разделить на два вида. К первому виду относятся такие внешние воздействия, которые подаются на вход системы сознательно и необходимы для нормального протекания технического процесса. Такие воздействия называются задающими, или входными.

Обычно их обозначают через х, а так как работа любой системы автоматики совершается во времени, то, как правило, указывают х (f), связывая действие входной величины со временем. Под действием х(t) в системе автоматики происходят различные количественные и качественные изменения, в результате чего показатели процесса — регулируемые величины — приобретают желаемые значения или требуемый характер изменения.

Регулируемые величины обозначают через у(t) и называют выходными координатами, или выходными величинами.

Ко второму виду внешних воздействий на систему автоматического регулирования относятся воздействия, которые поступают непосредственно на регулируемый объект. Эти воздействия называют внешними возмущениями и обозначают через F(t).

Для различных систем автоматики будут различными и возмущения. Например, для двигателя постоянного тока входной величиной будет напряжение, подводимое к двигателю, выходной (регулируемой величиной) — частота вращения двигателя, а возмущением — нагрузка на его валу.

Различают возмущения основные и второстепенные. К основным возмущениям относят такие, которые оказывают наибольшее влияние на регулируемую величину у(t). Если влияние внешних возмущений на регулируемую величину у(t) незначительно, то они считаются второстепенными.

Так, для двигателя постоянного тока при постоянном токе возбуждения основным возмущением будет нагрузка на вал двигателя, а второстепенными — те возмущения, которые приводят к незначительным изменениям частоты вращения двигателя (в частности, изменения температуры окружающей среды, приводящие к изменению сопротивления обмотки возбуждения и обмотки якоря, а следовательно, и токов, изменение напряжения сети, питающей обмотку возбуждения двигателя, изменение сопротивления щеточных контактов и др.).

Если в системе регулируется одна выходная величина (координата), то такая система называется одноконтурной, если в системе 8 регулируется несколько величин (координат), причем изменение одной координаты выхода влияет на изменение другой координаты, то система называется многоконтурной.

Смотрите также: Способы регулирования в системах автоматики

10.12.2016 Без рубрики Нет комментариев