Automatinių valdymo sistemų klasifikacija

Automatinio valdymo įrenginio ir valdymo objekto rinkinys, sujungtas ir sąveikaujantis vienas su kitu pagal valdymo algoritmą, vadinamas automatine valdymo sistema (ACS).

Automatinės valdymo sistemos gali būti klasifikuojamos pagal valdymo būdą ir funkcines charakteristikas. Pagal valdymo metodą visos sistemos skirstomos į dvi dideles klases: įprastas (nesavaime reguliuojančias) ir savireguliuojančias (adaptyviąsias).

Įprastos sistemos, priklausančios paprastajai kategorijai, valdymo eigoje nekeičia savo struktūros. Jie yra labiausiai išvystyti ir plačiai naudojami liejyklose ir šiluminėse dirbtuvėse. Įprastos automatinio valdymo sistemos skirstomos į tris poklasius: atviras, uždaras ir kombinuotas valdymo sistemas.

Atvirojo ciklo automatinės valdymo sistemos savo ruožtu skirstomos į automatines standžiojo valdymo sistemas (SZHU) ir trikdžių valdymo sistemas.

Pirmosiose sistemose reguliatorius veikia valdymo objektą nepriklausomai nuo gauto rezultato, tai yra valdomo kintamojo reikšmės ir išorinio trikdymo. Trikdžių valdymo sistemos veikia tokiu principu, kad valdymo veiksmas generuojamas priklausomai nuo išorinių trikdžių, turinčių įtakos valdymo objektui.

Kaip pavyzdį apsvarstykite liejyklos arba šiluminės dirbtuvės šildymo sistemą. Šiuo atveju karšto vandens suvartojimas parduotuvės šildymo vamzdyje priklauso nuo išorinių oro sąlygų. Kuo lauke šalčiau, tuo daugiau karšto vandens tiekiama į radiatorius ir atvirkščiai.

Uždarosios automatinės valdymo sistemos, veikiančios nukreipimo principu, dar vadinamos automatinėmis valdymo sistemomis (ACS). Jų skiriamasis bruožas yra uždaro signalo perdavimo ciklo buvimas, ty grįžtamojo kanalo buvimas, per kurį informacija apie valdomo kintamojo būseną perduodama į palyginimo elemento įvestį.

Automatinės valdymo sistemos skirtos trims problemoms spręsti: valdomos vertės stabilizavimas (stabilizuojantis ATS), valdomos reikšmės keitimas pagal žinomas (užprogramuotas ATS) arba nežinomas (tracking ATS) programas.

ATS stabilizavimo metu kontroliuojamo kintamojo kontrolinė vertė yra pastovi. Tokios sistemos pavyzdys yra temperatūros reguliavimo sistema šiluminės krosnies darbo erdvėje. Programinėje ATS valdomo kintamojo reikšmė laikui bėgant kinta pagal iš anksto sukurtą (žinomą) programą.

Servo sistemose nustatyta valdomo kintamojo reikšmė laikui bėgant kinta pagal anksčiau nežinomą programą.Sekimo ir programinės įrangos ATS skiriasi nuo stabilizatorių atskaitos signalo apdorojimo principu.

Tipiškiausias servo valdymo pavyzdys yra automatinis tam tikro kuro ir oro sąnaudų santykio palaikymas reguliuojant degimo procesą kuro lydymosi ir šildymo krosnyse.

Automatinės valdymo sistemos: a – atvira, b – poslinkis atvira, c – uždaryta, d – kombinuota, d – savireguliuojanti, P – valdiklis, OU – valdymo objektas, ES – palyginimo elementas, UAV – valdymo veiksmo analizės įrenginys : VU — skaičiavimo įrenginys, IU yra vykdomasis įrenginys, AUU yra automatinis valdymo įrenginys, AUO yra valdymo objektų analizės įrenginys.

Kombinuotose sistemose sujungiami nukrypimų ir trikdžių valdymo sistemų privalumai, o tai padidina valdymo tikslumą. Neįskaitytų trikdžių poveikis kombinuotose sistemose yra kompensuojamas arba susilpninamas šališkumo valdymu.

Savireguliuojančias (adaptyviąsias) sistemas galima suskirstyti į tris poklasius: ekstremalios sistemos, savaiminio derinimo sistemos ir savaiminio derinimo sistemos.

Ekstremalaus reguliavimo sistemos vadinamos stabilizuojančiomis, sekančiomis arba programuotomis valdymo sistemomis, kuriose nustatymo, programos ar atkūrimo dėsnis automatiškai keičiasi priklausomai nuo išorinių sąlygų ar vidinės sistemos būklės pokyčių, kad būtų sukurtas palankiausias (optimaliausias) veikimo režimas. valdymo objektas.

Tokiose sistemose vietoj nuolatinio nustatymo ar programos įrengiamas automatinis paieškos įrenginys, kuris analizuoja kiekvieną objekto charakteristiką (efektyvumą, našumą, ekonomiškumą ir kt.) ir, priklausomai nuo gauto rezultato, pateikia reikiamą aparato reikšmę. valdomas kintamasis į valdymo įtaisą, kad ši charakteristika turėtų išskirtinę vertę, nuolat kintant įvairiems trikdantiems poveikiams, turintiems įtakos sistemos veikimo sąlygoms.

Sistemose su savaiminio derinimo parametrais, pasikeitus valdomo objekto išorinėms sąlygoms ar charakteristikoms, vyksta automatinis (ne pagal iš anksto nustatytą programą) kintamų valdymo įrenginio parametrų pokytis, užtikrinantis stabilų sistemos veikimą ir išlaikymą. kontroliuojama vertė tam tikrame arba optimaliame lygyje.

Sistemose su savaime besireguliuojančia struktūra, pasikeitus valdymo objekto išorinėms sąlygoms ir charakteristikoms, sujungimo schemoje elementai perjungiami arba į ją įvedami nauji elementai. Šių struktūros pakeitimų (pasirinkimo) tikslas – geresnis valdymo problemos sprendimas.

Struktūros parinkimas atliekamas automatine paieška naudojant skaičiavimo ir logines operacijas. Tokios sistemos turi ne tik prisitaikyti prie visų išorinių sąlygų ir objekto charakteristikų pokyčių, bet ir normaliai funkcionuoti net esant gedimams ar pažeidžiant atskirus elementus, sukurdamos naujas grandines, kurios pakeis sugedusias. Savireguliacines sistemas galima priversti tobulėti, „sukaupti patirties“, greitai išbandant kelis variantus, pasirenkant ir „įsimenant“ geriausią.

Funkcinė klasifikacija visos automatinio valdymo sistemos skirstomos į keturias klases:

• mechanizmų darbo koordinavimo sistemos,

• technologinių procesų parametrų reguliavimo sistemos,

• automatinės valdymo sistemos,

• automatinės apsaugos ir blokavimo sistemos.

Sistemos, skirtos atskirų gamyklos mechanizmų arba visos gamyklos automatinių standžiųjų valdymo sistemų (SZHU) veikimui koordinuoti.

Automatinių valdymo sistemų (ACS) technologiniai procesai užtikrina kontroliuojamos vertės palaikymą tam tikrame lygyje arba jos keitimą pagal tam tikrą programą.

Automatinėse valdymo sistemose (ACS) yra priemonių ir metodų, leidžiančių gauti informaciją apie esamas technologinio proceso parametrų vertes (temperatūra, slėgis, dulkėtumas ar dujų kiekis ore ir kt.) be tiesioginio žmogaus dalyvavimo.

Automatinės apsaugos sistemos (SAZ) ir blokavimo sistemos (SAB) apsaugo nuo avarinių situacijų atsiradimo, kai įranga veikia stabiliai.