Klassifisering av automatiske kontrollsystemer

Settet med automatisk kontrollenhet og kontrollobjekt koblet til og samhandler med hverandre i samsvar med kontrollalgoritmen kalles automatisk kontrollsystem (ACS).

Automatiske kontrollsystemer kan klassifiseres i henhold til kontrollmetode og funksjonelle egenskaper. I henhold til kontrollmetoden er alle systemer delt inn i to store klasser: ordinære (ikke-selvregulerende) og selvregulerende (adaptive).

Vanlige systemer som tilhører den enkle kategorien endrer ikke strukturen i løpet av forvaltningen. De er de mest utviklede og mye brukt i støperier og termiske verksteder. Vanlige automatiske kontrollsystemer er delt inn i tre underklasser: åpne, lukkede og kombinerte kontrollsystemer.

Automatiske kontrollsystemer med åpen sløyfe er på sin side delt inn i automatiske stive kontrollsystemer (SZHU) og forstyrrelseskontrollsystemer.

I de første systemene virker regulatoren på kontrollobjektet uavhengig av det oppnådde resultatet, det vil si verdien av den kontrollerte variabelen og den eksterne forstyrrelsen. Forstyrrelseskontrollsystemer fungerer etter prinsippet om at kontrollhandlingen genereres avhengig av de ytre forstyrrelsene som påvirker kontrollobjektet.

Som et eksempel kan du vurdere varmesystemet til et støperi eller et termisk verksted. I dette tilfellet avhenger forbruket av varmtvann i butikkens varmerør av de ytre værforholdene. Jo kaldere det er ute, jo mer varmtvann tilføres radiatorene og omvendt.

Lukkede automatiske kontrollsystemer som opererer etter avbøyningsprinsippet kalles også automatiske kontrollsystemer (ACS). Deres kjennetegn er tilstedeværelsen av en lukket syklus av signalpassasje, det vil si tilstedeværelsen av en returkanal gjennom hvilken informasjon om tilstanden til den kontrollerte variabelen overføres til inngangen til sammenligningselementet.

Automatiske kontrollsystemer er designet for å løse tre problemer: stabilisering av den kontrollerte verdien (stabiliserende ATS), endring av den kontrollerte verdien i henhold til kjente (programmerte ATS) eller ukjente (sporing av ATS) programmer.

Ved ATS-stabilisering er settpunktet til den kontrollerte variabelen konstant. Et eksempel på et slikt system er temperaturkontrollsystemet i arbeidsrommet til en termisk ovn. I programvare ATS endres verdien av den kontrollerte variabelen over tid i henhold til et forhåndsdesignet (kjent) program.

I servosystemer endres den innstilte verdien til den kontrollerte variabelen over tid i henhold til et tidligere ukjent program.ATS-er for sporing og programvare skiller seg fra stabilisatorer i prinsippet om å behandle referansesignalet.

Det mest typiske eksemplet på servostyring er automatisk vedlikehold av et gitt forhold mellom forbruk av drivstoff og luft ved regulering av forbrenningsprosessen i ovner for smelting og oppvarming av drivstoff.

Automatiske kontrollsystemer: a — åpen, b — forspenning åpen, c — lukket, d — kombinert, d — selvregulerende, P — kontroller, OU — kontrollobjekt, ES — sammenligningselement, UAV — enhet for analyse av kontrollhandlingen : VU — dataenhet, IU er utøvende enhet, AUU er automatisk kontrollenhet, AUO er kontrollobjektanalyseenhet.

Kombinerte systemer kombinerer fordelene med avviks- og forstyrrelseskontrollsystemer, noe som øker kontrollnøyaktigheten. Effekten av urapporterte forstyrrelser i kombinerte systemer kompenseres eller dempes av skjevhetskontroll.

Selvregulerende (adaptive) systemer kan deles inn i tre underklasser: ekstreme systemer, selvjusterende systemer og selvjusterende systemer.

Ekstreme reguleringssystemer kalles stabiliserings-, sporings- eller programmerte kontrollsystemer der innstillings-, program- eller reproduksjonsloven automatisk endres avhengig av endringer i ytre forhold eller den interne tilstanden til systemet for å skape den mest gunstige (optimale) driftsmåten for et kontrollobjekt.

I slike systemer, i stedet for en permanent innstilling eller et program, er en automatisk søkeenhet installert, som analyserer hver egenskap ved objektet (effektivitet, produktivitet, økonomi, etc.) og, avhengig av det oppnådde resultatet, leverer den nødvendige verdien av en kontrollert variabel til kontrollenheten, slik at denne karakteristikken har en enestående verdi med en kontinuerlig endring i ulike forstyrrende påvirkninger som påvirker driftsforholdene til systemet.

I systemer med selvjusterende parametere, når de ytre forholdene eller egenskapene til det kontrollerte objektet endres, er det en automatisk (ikke i henhold til et forhåndsbestemt program) endring i de variable parameterne til kontrollenheten for å sikre stabil drift av systemet og opprettholde den kontrollerte verdien på et gitt eller optimalt nivå.

I systemer med en selvjusterende struktur, når de ytre forholdene og egenskapene til kontrollobjektet endres, byttes elementene i tilkoblingsskjemaet eller nye elementer introduseres i det. Hensikten med disse endringene (valg) av strukturen er å oppnå en bedre løsning på ledelsesproblemet.

Valget av strukturen gjøres ved automatisk søk ​​ved hjelp av beregningsmessige og logiske operasjoner. Slike systemer må ikke bare tilpasse seg alle endringer i ytre forhold og egenskaper til objektet, men også fungere normalt selv i nærvær av funksjonsfeil eller skade på individuelle elementer, og skape nye kretser for å erstatte de ødelagte. Selvregulerende systemer kan gjøres for å forbedre, "vinne erfaring" ved å raskt prøve flere alternativer, velge og "huske" den beste.

Funksjonell klassifisering alle automatiske kontrollsystemer er delt inn i fire klasser:

• systemer for å koordinere arbeidet med mekanismer,

• systemer for regulering av parametere for teknologiske prosesser,

• automatiske kontrollsystemer,

• automatiske beskyttelses- og blokkeringssystemer.

Systemer designet for å koordinere driften av individuelle mekanismer til anlegget eller anlegget som helhet automatiske stive kontrollsystemer (SZHU).

Automatiske kontrollsystemer (ACS) teknologiske prosesser sikrer opprettholdelsen av den kontrollerte verdien på et gitt nivå eller dens endring i henhold til et gitt program.

Automatiske kontrollsystemer (ACS) inneholder midler og metoder for å få informasjon om gjeldende verdier av teknologiske prosessparametere (temperatur, trykk, støv eller gassinnhold i luften, etc.) uten direkte menneskelig involvering.

Automatiske beskyttelsessystemer (SAZ) og blokkeringssystemer (SAB) forhindrer at det oppstår nødsituasjoner når utstyret brukes i stabil tilstand.