Структура и назначение систем автоматики и телемеханики - Основные понятия автоматики

Отрасль науки и техники, разрабатывающая методы и средства контроля и управления производственными процессами, носит название автоматики и телемеханики. При этом под автоматикой понимается техника управления и контроля в пределах сравнительно небольших расстояний, а под телемеханикой -- техника выполнения тех же функций при наличии столь больших расстоя-ний, что для их преодоления необходимо применение специальных средств.

Наиболее общей и совершенной системой автоматики является Система Автоматического Регулирования (САР). Применяется большое разнообразие САР, отличающихся принципом действия, конструкцией элементов, областью использования и т. п. Однако все эти САР могут быть представлены в виде функциональной схемы, показанной на рис. 1,а.

Рис. 1 Структурная схема системы автоматического регулирования (а), автоматического контроля (б), автоматического управления

В этой схеме Датчик (Д) выполняет функцию измерения регулируемой величины (скорости, давления на выходе и т. п.) Объекта Управления (ОУ). К ОУ относятся летательные аппараты, двигатели, генераторы, турбины и т. д. Датчик преобразует регулируемую величину в пропорциональную ей другую физическую величину (обычно электрическую), удобную для воздействия на Элемент Сравнения (ЭС). В качестве датчиков часто используют термопары, сельсины и т. д, Задающий Орган (ЗО) служит для задания установленого значения регулируемой величины. Функции ЗО могут выполнять реле, кнопки, рукоятки, если заданное значение регулируемой величины неизменно во времени, и более сложные устройства, если регулируемая величина меняется во времени. Элемент сравнения обеспечивает сравнение заданного и фактического значений регулируемой величины и вырабатывает сигнал на своем выходе, пропорциональный разности этих величин с учетом знака. Сигналы, поступающие на входы ЭС, должны иметь одинаковую физическую природу. Чаще всего это электрические сигналы - напряжения или токи. При наличии разности между заданным и фактическим значениями регулируемой величины ЭС передает воздействие на Исполнительный Орган (ИО), который восстанавливает заданное значение регулируемой величины ОУ. Функцию ИО выполняют такие элементы автоматики, как электрические двигатели, рулевые поверхности и т. д.

Таким образом, САР представляет собой замкнутую цепь воздействия: объект управления воздействует на датчик, датчик на элемент сравнения, последний же через исполнительный орган снова на объект управления. Замкнутая цепь воздействия состоит из двух основных частей: первая часть (ОУ--Д--ЭС) осуществляет функцию контроля значения регулируемой величины; вторая часть (ЭС--ИО--ОУ) выполняет функцию собственно управления той же регулируемой величины.

Функциональная схема САР обычно содержит и ряд других элементов. Например, между элементом сравнения и исполнительным органом часто устанавливается усилитель, так как мощность сигнала на выходе ЭС недостаточна для управления ИО.

В автоматике широко распространены системы, в которых осуществляется лишь одна из упомянутых функций САР: автоматического контроля и автоматического управления. В системах автоматического контроля (рис. 1,б) осуществляется сравнение контролируемой величины с заданным ее значением. Результаты сравнения фиксируются в форме, удобной для наблюдения и длительного хранения. Контролируемая величина с Объекта Контроля (ОК) поступает на Д, в котором преобразуется в сигнал, удобный для измерения. Далее сигнал поступает на Сравнивающее Устройство (СУ). В последнем осуществляется сравнение преоб-разованного сигнала с эталонным, поступающим с Задающего Устройства (ЗУ). Результат сравнения поступает на Воспроизводящее Устройство (ВУ), с помощью которого осуществляется запись или индикация значения контролируемой величины или положения объекта. Задающее устройство может отсутствовать, если система предназначена для измерения абсолютного значения измеряемой величины.

В системах автоматического управления управление процессом осуществляется без непосредственного участия человека. Человек подает лишь первоначальный пусковой импульс, но чаще такой импульс подается автоматическим устройством. Разновидностью подобной системы являются системы автоматической защиты, назначение которых прервать контролируемый процесс при возникновении предельного режима. В системе автоматического управления (рис. 1,в) ЗУ выдает управляющий сигнал на вход Управляющего Устройства (УУ), которое преобразует этот сигнал в физическую величину, удобную для воздействия на исполнительный орган (ИО). Последний выполняет требуемую команду и воздействует на объект управления.

В рассмотренных выше системах автоматики расстояние между объектом управления или контроля и пунктом управления или контроля невелико. Если же это расстояние такое большое, что для его преодоления необходимо применять специальные технические средства, то системы автоматики преобразуются в системы телемеханики. Они отличаются от систем автоматики тем, что в них включаются дополнительно линии связи, передатчики и приемники. Применение систем телемеханики создает возможность контроля и управления многими удаленными объектами из одного центрального пункта многократным использованием небольшого числа линий связи.

Похожие статьи




Структура и назначение систем автоматики и телемеханики - Основные понятия автоматики

Предыдущая | Следующая