Класификация на автоматичните системи за управление

Наборът от устройство за автоматично управление и обект за управление, свързани и взаимодействащи помежду си в съответствие с алгоритъма за управление, се наричат система за автоматично управление (ACS).

Автоматичните системи за управление могат да бъдат класифицирани според метода на управление и функционалните характеристики. Според метода на управление всички системи са разделени на два големи класа: обикновени (несаморегулиращи се) и саморегулиращи се (адаптивни).

Обикновени системи, принадлежащи към категорията прости, не променят структурата си в хода на управлението. Те са най -развитите и широко използвани в леярните и термичните работилници. Обикновените автоматични системи за управление са разделени на три подкласа: отворени, затворени и комбинирани системи за управление.

Системи за автоматично управление с отворен контур от своя страна те са разделени на автоматични твърди системи за управление (SZHU) и системи за контрол на смущения.

В първите системи регулаторът действа върху управляващия обект независимо от получения резултат, тоест стойността на управляемата променлива и външното смущение. Системите за контрол на смущенията работят на принципа, когато управляващото действие се генерира в зависимост от външните смущения, които засягат обекта за управление.

Като пример, помислете за отоплителната система на леярски или термичен цех. В този случай консумацията на топла вода в топлопровода на магазина зависи от външните метеорологични условия. Колкото по -студено е навън, толкова повече топла вода се подава към радиаторите и обратно.

Затворени системи за автоматично управлениеработещи на принципа на отклонение също се наричат автоматични системи за управление (ACS). Тяхната отличителна черта е наличието на затворен цикъл на преминаване на сигнал, т.е.наличие на връщащ канал, през който информация за състоянието на управляемата променлива се предава на входа на елемента за сравнение.

Системите за автоматично управление са проектирани да решават три проблема: стабилизиране на контролираната стойност (стабилизираща ATS), промяна на контролираната стойност според известни (програмирани ATS) или неизвестни (проследяващи ATS) програми.

При стабилизиране на ATS зададената стойност на контролираната променлива е постоянна. Пример за такава система е системата за контрол на температурата в работното пространство на термична пещ. В софтуерната ATS стойността на контролираната променлива се променя с течение на времето според предварително разработена (известна) програма.

В сервосистемите зададената стойност на контролираната променлива се променя с течение на времето в съответствие с неизвестна досега програма. Проследяващите и софтуерните ATS се различават от стабилизиращите по принципа на обработка на референтния сигнал.

Най -типичният пример за серво управление е автоматичното поддържане на дадено съотношение между разхода на гориво и въздух при регулиране на процеса на горене в пещи за топене и отопление на гориво.

Автоматични системи за управление: a — отворено, b — отворено чрез отклонение, c — затворено, d — комбинирано, d — саморегулиращо се, P — контролер, OU — обект за управление, ES — елемент за сравнение, БЛА — устройство за анализ на контролното действие: VU — изчислително устройство, IU е изпълнително устройство, AUU е устройство за автоматично управление, AUO е устройство за анализ на обект за управление.

Комбинирани системи съчетават предимствата на системите за управление на отклонения и смущения, което увеличава точността на управление. Действието на неотчетени смущения в комбинираните системи се компенсира или отслабва чрез контрол върху отклонението.

Саморегулиращи се (адаптивни) системи могат да бъдат разделени на три подкласа: екстремни системи, системи за самонастройка и системи за самонастройка.

Системи за екстремно регулиране се наричат ​​стабилизиращи, проследяващи или програмирани системи за управление, при които настройката, програмата или законът за възпроизвеждане автоматично се променят в зависимост от промените във външните условия или вътрешното състояние на системата, за да се създаде най -благоприятният (оптимален) режим на работа на контролен обект.

В такива системи вместо постоянна настройка или програма се инсталира автоматично устройство за търсене, което анализира всяка характеристика на обекта (ефективност, производителност, икономичност и т.н.) и в зависимост от получения резултат подава необходимата стойност на контролирана променлива към устройството за управление, така че тази характеристика да има изключителна стойност с непрекъсната промяна в различни смущаващи влияния, които влияят върху условията на работа на системата.

В системи със параметри за самонастройка когато се променят външните условия или характеристики на управлявания обект, настъпва автоматична (не според предварително определена програма) промяна в променливите параметри на управляващото устройство, за да се осигури стабилна работа на системата и да се поддържа контролираната стойност при дадена или оптимално ниво.

В системи със самонастройваща се структура когато външните условия и характеристики на управляващия обект се променят, елементите в схемата на свързване се превключват или в нея се въвеждат нови елементи. Целта на тези промени (избор) на структурата е да се постигне по -добро решение на проблема с управлението.

Изборът на структурата се извършва чрез автоматично търсене с помощта на изчислителни и логически операции. Такива системи трябва не само да се адаптират към всички промени във външните условия и характеристики на обекта, но и да функционират нормално дори при наличие на неизправности или повреди на отделни елементи, създавайки нови вериги, които да заменят счупените. Саморегулиращите се системи могат да бъдат направени за подобряване, „натрупване на опит“ чрез бързо изпробване на няколко опции, избор и „запомняне“ на най-добрата.

Функционална класификация всички системи за автоматично управление са разделени на четири класа:

• системи за координиране на работата на механизмите,

• системи за регулиране на параметрите на технологичните процеси,

• автоматични системи за управление,

• автоматични системи за защита и блокиране.

Системи, предназначени да координират работата на отделни механизми на инсталацията или инсталацията като цяло автоматични твърди системи за управление (SZHU).

Автоматични системи за управление (ACS) технологичните процеси осигуряват поддържането на контролираната стойност на дадено ниво или промяната й според дадена програма.

Автоматични системи за управление (ACS) съдържат средства и методи за получаване на информация за текущите стойности на параметрите на технологичните процеси (температура, налягане, запрашеност или съдържание на газ във въздуха и др.) без пряко човешко участие.

Автоматични защитни системи (SAZ) и блокиращи системи (SAB) предотвратяване на възникване на аварийни ситуации при експлоатация на оборудване в стабилно състояние.