Структура и назначение систем автоматики и телемеханики.
1. Элементы автоматических систем.
2. Классификация систем автоматики.
3. Классификация систем телемеханики.
4. Виды воздействий.
Литература:
1.Любая автоматическая система состоит из отдельных связанных между собой и выполняющих определенные функции конструктивных элементов, которые принято называть элементами или средствами автоматики. С точки зрения функциональных задач, выполняемых элементами в системе, их можно разделить на воспринимающие, задающие, сравнивающие, преобразующие, исполнительные и корректирующие.
Воспринимающие элементы или первичные преобразователи (датчики) измеряют управляемые величины технологических процессов и преобразуют их из одной физической формы в другую.
Задающие элементы (элементы настройки) служат для задания требуемого значения регулируемой величины Хо; именно этому значению должно соответствовать ее действительное значение.
Сравнивающие элементы сопоставляют заданное значение управляемой величины Хо с действительным значением Х. Получаемый на выходе сравнивающего элемента сигнал рассогласования D = Х – Хо передается либо через усилитель, либо непосредственно на исполнительный элемент.
Преобразующие элементы осуществляют необходимые преобразования сигнала и его усиления в магнитных, электронных, полупроводниковых и других усилителях, когда мощность сигнала недостаточна для дальнейшего использования.
|
|
|
Исполнительные элементы создают управляющие воздействия на объект управления. Они изменяют количество энергии или вещества, подводимой к объекту управления или отводимой от него, для того чтобы управляемая величина соответствовала заданному значению.
Корректирующие элементы служат для улучшения качества процесса управления.
Кроме основных элементов в автоматических системах имеются и вспомогательные устройства, к числу которых относятся переключающие устройства и элементы защиты, резисторы, конденсаторы, и аппаратура сигнализации.
2. Автоматические системы, применяемые при автоматизации производственных процессов в зависимости от характера и объема операций, выполняемых ими, можно разделить (рис. 2.1.1) на автоматические системы контроля (АСК), автоматической сигнализации, автоматического регулирования (АСР), автоматического управления (АСУ).
Автоматические системы контроля
Системы
Автоматические системы сигнализации
автоматики
Автоматические системы управления
 |
Автоматические системы регулирования
|
|
|
Рисунок 2.1.1
Автоматические системы контроля (АСК) предназначены для автоматического контроля различных величин (параметров), сведения о которых необходимы при управлении объектом.
Всякая система состоит из элементов, узлов, устройств, выполняющих ту или иную функцию; следовательно, АСК можно представить схематически (рис. 2.1.2,а).
КОНТРОЛЬ
ЗУ
 |
О Д СУ ВУ а)
УПРАВЛЕНИЕ
ЗУ УУ ИУ О б)
УПРАВЛЕНИЕ
ИУ
ЗУ СУ О
 | |||
 | |||
Д Внешнее
возмущение
КОНТРОЛЬ Выход в)
Рисунок 2.1.2
Контролируемая величина с контролируемого объекта О поступает на датчик Д, в котором преобразуется в сигнал, удобный для измерения. С выхода датчика преобразованный сигнал подается на сравнивающее устройство СУ. В последнем осуществляется сравнение преобразованного сигнала контролируемой величины с сигналом эталонной величины, который поступает с задающего устройства ЗУ.
|
|
|
Полученный результат сравнения подается на воспроизводящее устройство ВУ, указывающее, сигнализирующее или записывающее значение контролируемой величины. Задающее устройство может отсутствовать, если АСК предназначена для измерения абсолютного значения контролируемой величины.
Автоматические системы сигнализации предназначены для автоматической сигнализации достижения физических величин критических значений (порогов) и представления результатов в удобной форме.
Автоматическая система управления (АСУ) осуществляет целесообразное воздействие на объект управления с целью выполнения заданного алгоритма функционирования. Структурная схема АСУ приведена на рисунке 2.1.2, б. Задающее устройство ЗУ выдает управляющий сигнал на вход системы, т.е. на вход управляющего устройства УУ, которое в свою очередь оценивает (измеряет) и преобразует этот сигнал в физическую величину, удобную для передачи. С выхода УУ преобразованный сигнал поступает на исполнительное устройство ИУ, которое выполняет команду, заложенную в сигнале, и воздействует на управляемый объект О.
|
|
|
Автоматическая система регулирования (АСР) обеспечивает поддержание регулируемых параметров в заданных пределах или изменение по заданному закону (программе). Автоматическую систему регулирования можно получить, если объединить между собой автоматические системы контроля и управления. Она представляет собой автоматическую систему с замкнутой цепью воздействий, в которой управляющее воздействие вырабатываются в результате сравнения действительного значения управляемой величины с предписанным значением.
Если значения этих величин не равны, то на выходе сравнивающего устройства возникает сигнал от их разности, который воздействует на систему таким образом, что в дальнейшем эта разность автоматически сводиться к очень малому значению величины.
3. Если расстояние между объектом контроля и регулирования и пунктом управления становится таким большим, что необходимо применение специальных технических средств для преодоления его, то системы автоматики преобразуются в системы телемеханики. Системы телемеханики отличаются от систем автоматики тем, что в них включаются дополнительные каналы связи, приемники и передатчики.
По характеру выполняемых функций системы телемеханики делятся на системы телеизмерения (ТИ), телесигнализации (ТС), телеуправления (ТУ), телерегулирования (ТР).
Система телеизмерения (ТИ) (рис. 2.1.3,а) предназначена для передачи через линию связи (ЛС) на значительные расстояния различных значений измеряемых электрических и неэлектрических величин. В этой системе особое внимание уделяется уменьшению погрешности измерений, возникающих в результате изменения рабочих характеристик линий связи. Сигнал с контролируемого объекта О поступает на датчик, а затем на передатчик П, в котором преобразуется в другой вид сигнала удобный для передачи по линии связи (ЛС). Пройдя по ЛС, преобразованный сигнал поступает на приемник Пр, где происходит преобразование сигнала в вид, удобный для воздействия на воспроизводящее устройство ВУ. Последнее может указывать значение измеряемой величины, записывать ее или вводить в другие устройства автоматики.
ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЕ
Контролируемый пункт КП Диспетчерский пункт ДП
 |  |  |  |
О Д П ЛС Пр ВУ
а)
ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЕ
Диспетчерский пункт ДП Контролируемый пункт
 |  |  |  |
ЗУ П ЛС Пр ИУ О
б)
Рисунок 2.1.3
Система телесигнализации (ТС)позволяет передавать на значительные расстояния сигналы критических и характерных промежуточных значений контролируемых величин, сигнализируя о состоянии контролируемого объекта.
Системы телеуправления (ТУ)представляют собой совокупность устройств обеспечивающих передачу на расстояния различных команд путем посылки специальных сигналов, которые в месте их приема преобразуются в необходимые воздействия на различные цепи управляемых объектов. На рисунке 2.1.3,б показана структурная схема разомкнутой систему телеуправления, осуществляющая передачу сигналов на включение или отключение различных механизмов управляемого объекта О. С помощью ТУ можно также осуществлять вызов объекта телеизмерения. В разомкнутой системе телеуправления объект О находиться, как правило, недалеко от диспетчера, поэтому диспетчер может наблюдать за исполнением посланных сигналов.
Системы телерегулирования (ТР) отличаются от АСР тем, что включает в себя приемник и передатчик на стороне объекта, два канала связи и приемо-передающее устройство в пункте управления.
Соединение системы телеизмерения (рис. 2.1.3, а) и разомкнутой системы телеуправления (рис. 2.1.3,б) создает замкнутую систему телерегулирования показанную на рисунке 2.1.4.
Примером замкнутой системы ТУ является система, с помощью которой осуществляется заправка топливом реактивных самолетов в воздухе.
Диспетчерский пункт ДП Контролируемый пункт
| | | | |
ЛС Пр ИУ
ЗУ ППУ О
 | |||
| | |||
ЛС П Д Внешнее
воздействие
Рисунок 1.1.4 Выход
4. В процессе работы системы автоматики и телемеханики испытывают на себе различные внутренние и внешние воздействия.
Внутренние воздействия – это такие, которые передаются от одной части автоматической системы к другой, образуя последовательную цепь воздействий, которые обеспечивают нормальное протекание технологического процесса. Их называют управляющими воздействиями.
Внешние воздействия подразделяются на два вида. Первые, необходимые для нормального протекания технологического процесса, подаются на вход системы в соответствии с алгоритмом функционирования. Их называют задающими воздействиями. Вторые поступают в систему (объект управления) из внешней среды. Они не планируются в работе системы, носят случайный характер и затрудняют управление. Поэтому их называют возмущающими воздействиями.
Значение управляемой величины, которое следует поддерживать в данный момент времени для правильного протекания технологического процесса, называют предписанным (заданным) значением, а фактическое, т.е. измеряемое значение, - действительным (текущим). Разница между заданным и действительным значениями регулируемой величины называют рассогласованием.
Примером простейшей автоматической системы управления является система управления напряжением напряжения генератора Uг (рис. 2.1.5)
 |
М Г Uг Rн
 | |||
 | |||
Iв
Uв
Рисунок 2.1.5.
Управляемой величиной является напряжение на выходе генератора Uг, управляющим воздействием или возмущением – ток возбуждения генератора Iв, а задающим воздействием (возмущением) – напряжение возбуждения Uв. При этом Uг зависит не только от Uв, но и от других факторов: частоты вращения ротора, изменений сопротивления нагрузки и т.д. Но задающее воздействие в данной схеме не зависит от результата управления, т.е. от Uг.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1704; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!