Общие принципы построения систем автоматики

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) .

Каждый электрик должен знать:  Искусственные механические характеристики асинхронного двигателя

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 .

Каждый электрик должен знать:  Закон Ома в комплексной форме

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.

Каждый электрик должен знать:  Проведение измерений с помощью осциллографа

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 .

Добавить комментарий