Klasifikácia automatických riadiacich systémov

Súbor automatického riadiaceho zariadenia a riadiaceho objektu, ktoré sú navzájom prepojené a vzájomne pôsobiace v súlade s riadiacim algoritmom, sa nazýva automatický riadiaci systém (ACS).

Automatické riadiace systémy možno klasifikovať podľa spôsobu riadenia a funkčných charakteristík. Podľa spôsobu riadenia sú všetky systémy rozdelené do dvoch veľkých tried: obyčajné (nesamoregulačné) a samoregulačné (prispôsobivé).

Bežné systémy patriace do kategórie jednoduchých nemenia v priebehu riadenia svoju štruktúru. Sú najrozvinutejšie a najrozšírenejšie v zlievarňach a tepelných dielňach. Bežné automatické riadiace systémy sú rozdelené do troch podtried: otvorené, uzavreté a kombinované riadiace systémy.

Automatické riadiace systémy s otvorenou slučkou sa zase delia na automatické tuhé riadiace systémy (SZHU) a systémy na kontrolu porúch.

V prvých systémoch regulátor pôsobí na objekt riadenia bez ohľadu na získaný výsledok, teda hodnotu regulovanej veličiny a vonkajšieho rušenia. Systémy riadenia rušenia fungujú na princípe, že činnosť riadenia je generovaná v závislosti od vonkajších porúch, ktoré ovplyvňujú objekt riadenia.

Ako príklad zvážte vykurovací systém zlievarne alebo tepelnej dielne. V tomto prípade spotreba teplej vody vo vykurovacom potrubí predajne závisí od vonkajších poveternostných podmienok. Čím je vonku chladnejšie, tým viac teplej vody sa dodáva do radiátorov a naopak.

Uzavreté automatické riadiace systémy pracujúce na princípe vychýlenia sa nazývajú aj automatické riadiace systémy (ACS). Ich charakteristickým znakom je prítomnosť uzavretého cyklu prechodu signálu, teda prítomnosť spätného kanála, cez ktorý sa prenáša informácia o stave regulovanej veličiny na vstup porovnávacieho prvku.

Automatické riadiace systémy sú určené na riešenie troch problémov: stabilizácia regulovanej hodnoty (stabilizácia ATS), zmena regulovanej hodnoty podľa známych (naprogramovaných ATS) alebo neznámych (sledovanie ATS) programov.

Pri stabilizácii ATS je požadovaná hodnota regulovanej veličiny konštantná. Príkladom takéhoto systému je systém regulácie teploty v pracovnom priestore tepelnej pece. V softvéri ATS sa hodnota regulovanej veličiny mení v čase podľa vopred navrhnutého (známeho) programu.

V servosystémoch sa nastavená hodnota regulovanej veličiny časom mení podľa predtým neznámeho programu.Sledovacie a softvérové ​​ATS sa od stabilizátorov líšia v princípe spracovania referenčného signálu.

Najtypickejším príkladom servoregulácie je automatické udržiavanie daného pomeru medzi spotrebou paliva a vzduchu pri regulácii spaľovacieho procesu v peciach na tavenie a ohrev paliva.

Automatické riadiace systémy: a — otvorené, b — predpätie otvorené, c — zatvorené, d — kombinované, d — samoregulačné, P — regulátor, OU — riadiaci objekt, ES — porovnávací prvok, UAV — zariadenie na analýzu činnosti riadenia : VU — výpočtové zariadenie, IU je výkonné zariadenie, AUU je automatické riadiace zariadenie, AUO je zariadenie na analýzu riadiacich objektov.

Kombinované systémy spájajú výhody systémov riadenia odchýlok a porúch, čo zvyšuje presnosť riadenia. Účinok nezodpovedaných porúch v kombinovaných systémoch je kompenzovaný alebo zoslabený reguláciou skreslenia.

Samoregulačné (adaptívne) systémy možno rozdeliť do troch podtried: extrémne systémy, samoladiace systémy a samoladiace systémy.

Extrémne regulačné systémy sa nazývajú stabilizačné, sledovacie alebo programované riadiace systémy, v ktorých sa nastavenie, program alebo reprodukčný zákon automaticky mení v závislosti od zmien vonkajších podmienok alebo vnútorného stavu systému tak, aby sa vytvoril čo najpriaznivejší (optimálny) režim prevádzky. kontrolný objekt.

V takýchto systémoch je namiesto trvalého nastavenia alebo programu nainštalované automatické vyhľadávacie zariadenie, ktoré analyzuje každú charakteristiku objektu (efektívnosť, produktivita, hospodárnosť atď.) a v závislosti od získaného výsledku dodá požadovanú hodnotu. regulovanej veličiny do riadiaceho zariadenia, takže táto charakteristika má vynikajúcu hodnotu s kontinuálnou zmenou rôznych rušivých vplyvov, ktoré ovplyvňujú prevádzkové podmienky systému.

V systémoch so samoladiacimi parametrami dochádza pri zmene vonkajších podmienok alebo charakteristík riadeného objektu k automatickej (nie podľa vopred stanoveného programu) zmene premenných parametrov riadiaceho zariadenia, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka systému a udržala sa kontrolovaná hodnota na danej alebo optimálnej úrovni.

V systémoch so samonastaviteľnou štruktúrou sa pri zmene vonkajších podmienok a charakteristík riadiaceho objektu prepínajú prvky v schéme zapojenia alebo sa do nej zavádzajú nové prvky. Účelom týchto zmien (voľby) štruktúry je dosiahnuť lepšie riešenie problému riadenia.

Výber štruktúry sa vykonáva automatickým vyhľadávaním pomocou výpočtových a logických operácií. Takéto systémy sa musia nielen prispôsobiť všetkým zmenám vonkajších podmienok a charakteristík objektu, ale aj normálne fungovať aj pri poruchách alebo poškodení jednotlivých prvkov, čím sa vytvárajú nové obvody, ktoré nahradia poškodené. Samoregulačné systémy sa dajú urobiť tak, aby sa zlepšovali, „získavali skúsenosti“ rýchlym vyskúšaním viacerých možností, výberom a „zapamätaním“ tej najlepšej.

Funkčná klasifikácia všetky automatické riadiace systémy sú rozdelené do štyroch tried:

• systémy na koordináciu práce mechanizmov,

• systémy na reguláciu parametrov technologických procesov,

• automatické riadiace systémy,

• automatické ochranné a blokovacie systémy.

Systémy určené na koordináciu činnosti jednotlivých mechanizmov závodu alebo závodu ako celku automatické tuhé riadiace systémy (SZHU).

Technologické procesy automatických riadiacich systémov (ASS) zabezpečujú udržiavanie regulovanej hodnoty na danej úrovni alebo jej zmenu podľa daného programu.

Automatické riadiace systémy (ACS) obsahujú prostriedky a metódy na získavanie informácií o aktuálnych hodnotách parametrov technologického procesu (teplota, tlak, prašnosť či obsah plynov v ovzduší a pod.) bez priameho zásahu človeka.

Automatické ochranné systémy (SAZ) a blokovacie systémy (SAB) zabraňujú vzniku havarijných situácií pri prevádzke zariadení v stabilnom stave.