Контрольные задания

1. Объясните необходимость применения математического моделирования при проектировании систем автоматики. 2. Объясните принцип линеаризации уравнений статики и динамики элементов (систем) автоматического управления. 3. Изложите принцип определения динамических характеристик объекта управления. 4. Покажите необходимость и порядок определения передаточной функции объекта управления.

Глава 4 характеристики технических средств автоматических систем управления

4.1. Общие сведения о приборах и средствах автоматизации технологических процессов

В целях унификации технических систем контроля и регулирования ТП различных отраслей народного хозяйства создана Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

Функциональная схема ГСП включает несколько групп приборов и устройств:

для получения информации о состоянии ТП;

приема, преобразования и передачи информации по каналам связи;

преобразования, хранения и обработки информации и формирования команд управления;

использования командной информации в целях воздействия на ОУ.

Функциональная структура ГСП состоит из нескольких ветвей. Функционально-целевая структура электрической ветви ГСП, получившая наибольшее распространение в сельскохозяйственном производстве, показана на рисунке 4.1. Такую ветвь делят на пять уровней (групп) технических средств:

I — технические средства непосредственного взаимодействия с объектом автоматизации, преобразующие параметры в унифицированный электрический сигнал (средства контроля и сигнализации) или унифицированный сигнал в управляющее воздействие на процесс (исполнительные органы);

II — вторичные приборы и регуляторы со встроенным датчиком для простых локальных систем автоматизации;

III — средства централизованного контроля, регулирования и управления для сложных систем автоматизации (АСУ ТП), отличающиеся наличием цифровой обработки информации;

IV — средства контроля, регулирования и управления для централизованных АСУ ТП на базе управляющей вычислительной техники, телемеханики;

V — средства вычислительной техники для решения задач автоматизации процессов организационно-экономического управления производством и предприятиями.

В сельскохозяйственной автоматике мобильных машин и агрегатов используют также технические средства гидравлической ветви ГСП, включающей устройства двух нижних уровней (правая часть рис. 4.1)

I-средства преобразования для получения информации и

воздействия на процесс;

Рис. 4.1. Функционально-целевая структура электрической ветви ГСП:

АК — агрегатным комплекс

II — средства контроля и регулирования для простых локальных систем автоматизации.

Между техническими средствами электрической и гидравлической ветвей нередко существуют связи с взаимным обменом унифицированными сигналами благодаря применению электрогидравлических (ЭГП) и гидроэлектрических преобразователей (ГЭП). Это дает возможность выбрать оптимальную структуру технических средств из устройств разных ветвей ГСП.

Самый простой вариант структуры гидравлической ветви — группа приборов, работающих без вспомогательной энергии, состоящая из регуляторов прямого действия.

Входные и выходные сигналы приборов, входящие в ГСП, унифицированы:

сигнал постоянного тока 0...5; 5...0...5; 0...20 мА;

сигнал напряжения постоянного тока 0...1; 1…0…1; 0…10; 10...0...10 В;

сигнал напряжения переменного тока частотой 50 и 400 Гц 0...0, 25; 0...0,5; 0...1; 0...2 В;

пневматический сигнал с пределами изменения давления 0,02...0,1 МПа.

Кроме приборов, входящих в ГСП, в сельскохозяйственной автоматике действует большое число технических средств, оперирующих неунифицированными сигналами измерительной информации. Эти технические средства вписываются только в I и II уровни функционально-целевой структуры.

В этой главе дана характеристика группы технических средств, являющихся основой самых различных автоматических систем сельскохозяйственного назначения. Основное внимание уделяют не конструктивным и метрологическим характеристикам оборудования, изучаемым в специальных курсах, а статическим и динамическим характеристикам, используемым при синтезе автоматических СУ. Результаты зависят также от выбора измерительного устройства, исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО).